150ゲージNo.

91733①100500400800
1200-6ひずみ（×10 ）(a) 供試体 RC

応力度（N/mm2）

2501501933500400800
1200-6ひずみ（×10 ）(c) 供試体 CF（平面側）150ゲージNo.

①9⑨

100
5000400800
1200-6ひずみ（×10 ）(b) 供試体 AF

250

ゲージNo.

100

A半割

200

1600C半割2000

応力度（N/mm2）

2000250

RC半割応力度（N/mm2）

応力度（N/mm2）

250C半割200150ゲージNo.

①⑨⑰

100
5001600

16000400800
1200-6ひずみ（×10 ）(d) 供試体 CF（凹部側）1600注）ひずみゲージの値が安定しないデータを除く．丸付き No.は凹部側のひずみゲージを示す．
ゲージ位置は図-2.6.5 に示す．
図-2.2.10 半割鉄筋の弾性範囲内での引張試験結果表-2.2.5 半割鉄筋組立後の弾性係数の確認試験結果RCゲージNo.
91733
①－－

Es(N/mm2)199000197000200000201000－－AFゲージ
No.
①9⑨
－－－

Es(N/mm2)
197000200000
195000－－－CF
ゲージNo.
1933①⑨⑰

Es(N/mm2)
193000201000198000196000195000193000

CFN（普通鉄筋，比較）ゲージ
EsNo.
(N/mm2)11980007
19900013197000－－－－－－注）ひずみゲージの値が安定しないデータを除く．丸付き No.は凹部側のひずみゲージを示す．
ゲージ位置は図-2.6.5 に示す．

－7－３．試験結果3.1 荷重－変位関係図-3.1.1 に各供試体における引張荷重と軸方向変位の関係を示す．この図に示す軸方向変位は，軸方向に連続して設置した 5 つのパイ型変位計の変位を合計した値であり，2 面の平均値を示した．スリットを中心に，750 mm の範囲の変位を測定した．
これらの荷重－変位関係から得られる主な試験結果を表-3.1.1 に示す．
供試体 RC については，鉄筋降伏後ある程度載荷した後，破断前に除荷した．この図に示す実測変位は，鉄筋のみで荷重を負担するとした計算値よりも大きいことから，750 mm の測定範囲で平均的な変位が適切に測定できていないと思われる点が見られた（異なる測定範囲で整理した結果は 3.5 に示す）．
供試体 AF と CF は，いずれもスリットから上下 260～280 mm 程度離れた 2 箇所で，同程度の荷重でコンクリートのひび割れが発生した．それらのひび割れ発生後も，鉄筋と連続繊維シートのみが荷重を負担するとした場合の計算値よりも荷重が大きく，コンクリートの負担分が残っていたと考えられる．
鉄筋降伏後も，連続繊維シートの負担により荷重が増加し，それぞれの連続繊維シートの弾性係数に応じた荷重－変位の関係が見られた．また，いずれも同等の耐力が得られる程度の補強量としていたとおり，両者ともに約 280 kNで連続繊維シートの破断により終局となった．連続繊維シートが接着された場合の鉄筋の降伏荷重は CF の方が AF に比べてやや大きく，破断時の伸びは AF の方が CF に比べて大きい傾向であった．
供試体 AF，CF は，降伏後，普通鉄筋の供試体 CFN に比べて早い段階で，コンクリートの負担分がなくなる傾向が見られた．後述するひずみ分布の結果では，供試体 AF，CF，CFN はそれぞれ 126 kN，129 kN，130kN で鉄筋が降伏した．供試体 RC は，鉄筋のひずみ分布がほとんど得られなかったが，計算降伏荷重 104 kNで概ね降伏したと考えられる．補強された供試体はいずれも，荷重 200 kN を超えてから荷重－変位の勾配がさらに小さくなっていた．試験後の観察から連続繊維シートの端部を固定するために巻き付けた連続繊維シートの部分も浮きが認められ，この部分の固定が緩んだことによって，荷重－変位の勾配がさらに小さくなったものと推察される．

表-3.1.1 荷重－変位関係から得られた主な試験結果（単位：kN）
鉄筋降伏荷重最大ひび割れ荷重
荷重実験値計算値
RC58104 (1.00)
104115 *AF57135 (1.11)
122282
CF53139 (1.09)
127283
CFN58149 (1.12)
133299注） ( )内の数値は計算値に対する比*) 鉄筋降伏後，変位 11.8 mm で終了した．
供試体－22－3.3 ひずみ分布(1) 供試体 RC図-3.3.1 に，供試体 RC の鉄筋のひずみ分布を示す．同じ位置で鉄筋ひずみデータが 2 個あるのは，半割鉄筋の溝の両面で測定した結果をそれぞれ示す．図中に，鉄筋のみで荷重を負担した場合における鉄筋の計算ひずみを参考として示す（データ欠損については前述 2.4 のとおり）．供試体 RC のスリット位置では，実際に鉄筋のみが荷重を負担していることから，計算値と一致するはずである．荷重が低い段階では，スリット位置の鉄筋ひずみが計算値とよく一致していた．荷重が上がると，スリット位置の実測ひずみが計算値と乖離する傾向が見られたが，102 kN 時は 2 点の平均で一致していた．
荷重 60 kN でコンクリートのひび割れが発生したときに，ひび割れ位置付近の鉄筋ひずみが増加すると想定していたが，供試体 RC ではひび割れ発生とともに，下半分の鉄筋ひずみがスリット位置の値やひび割れ位置の値とほとんど同じとなり，その値は鉄筋のみの計算ひずみに相当していた．これより，ひび割れ発生とほぼ同時に，スリットから下の測定範囲全体にわたって，コンクリートと鉄筋の付着がほとんど失われていたと考えられる．その理由については，他のデータ等も見た上で，5.8 で述べる．その後，再び荷重を上げて，SL+290 mm における 2 つ目のひび割れが発生した直後には，スリットから上方についても下方と同様に，測定範囲全域において，鉄筋のみが荷重を負担する状態となっていた．
(2) 供試体 AF，CF図-3.3.2～3 に，供試体 AF，CF について，鉄筋と連続繊維シートのひずみ分布を，それぞれ記号を変えて示す．図中，鉄筋のみが負担すると仮定して算定した，計算ひずみを参考として示す．スリット位置では，鉄筋と連続繊維シートのみで荷重を負担することから，スリット近傍で鉄筋ひずみ，シートひずみともに値が他の部分に比べて大きくなっていた．ひび割れ発生後，その周辺のひずみは，鉄筋，連続繊維シートともに急増して，ただちに鉄筋と連続繊維シートが荷重を負担していたことがわかる．荷重が増加するほど，スリット付近やひび割れ付近の鉄筋，連続繊維シートの負担が大きくなった．
両供試体ともに，スリットとひび割れの間の鉄筋ひずみ，シートひずみは，ひび割れ発生後もスリット位置のそれぞれのひずみよりも小さく，コンクリートもある程度負担していたことが分かる．スリットとひび割れの中間付近でのシートひずみは，鉄筋ひずみよりも小さく，スリットやひび割れ付近でのコンクリートと連続繊維シートの付着の有効長が，鉄筋よりも小さい傾向があったと考えられる．
荷重－変位の関係からも明らかなように，両供試体ともに，連続繊維シートの存在によって鉄筋の負担が軽減され，降伏に至る荷重が増加していた．ただし，供試体 CF の C 面では，降伏前にスリット近傍のシートひずみが，主として上方（+側）に向かって，スリット位置の値と同程度に増加する傾向が見られ，降伏前に連続繊維シートの剥離が発生し始めていた可能性があると考えられる．一方，供試体 AF は，降伏前のそのような傾向は見られず，鉄筋の降伏以降に連続繊維シートが剥離し始めたと考えられる．また，供試体RC ではひび割れ発生とともに，コンクリートと鉄筋の付着が直ちに失われたが，供試体 AF，CF ではそのような傾向は見られず，連続繊維シートの働きによって，何らかの改善される点があったと考えられる．

－36－炭素繊維シートアラミド繊維シート６．まとめ本共同研究において，RC 部材に接着された連続繊維シートの付着特性を再現，評価するため，繊維や樹脂の物性を考慮したモデルを用いた汎用 FEM 解析プログラムの活用を考えている．
その前段の検討として，既存の汎用解析プログラムで繊維，樹脂の物性を考慮することの妥当性を検討するため，連続繊維シートで補強した RC 部材の軸引張試験を行い，試験データを得るとともに，その 2 次元 FEM 解析を行った．以下にそれらの結果をまとめる．

(1) 試験の結果，RC 部材に接着した連続繊維シートは，軸引張荷重の下で，鉄筋降伏前まで概ね健全な付着特性を有し，鉄筋の降伏以降に連続繊維シートの負担が大きくなり，荷重の増加に伴って付着状態が悪化した．(2) 従来のせん断付着試験等と同様に，連続繊維シートの剥離は，界面の樹脂層で生じるのではなく，接着面近傍のコンクリート内で生じていた．この点について，用いた FEM 解析でも同様の挙動が見られた．
(3) ここでの条件の下で，試験，解析ともに，連続繊維シートの剥離面に生じる最大のせん断付着応力度は，3～4 N/mm2 程度であった．また，試験，解析から得られた界面破壊エネルギーに相当する最大の付着エネルギーはいずれも 0.1～0.2 N/mm 程度であった．これらの値が比較的小さかったのは，本試験の断面構成では，軸引張下でコンクリートのひび割れが概ね 300 mm の間隔で生じ，有効な付着長がひび割れ間隔の 1/2 程度になったためと考えられる．
(4) 汎用プログラムによる FEM 解析において，連続繊維シートとコンクリートの間における樹脂層の物性をインターフェース要素に入力することにより，実際に比較的近いと考えられる，コンクリートと連続繊維シートの付着挙動，剥離挙動を表現できる可能性があることが分かった．(5) 連続繊維シートを RC 部材に接着することによって，内部の鉄筋とコンクリートの間のせん断付着応力度が抑えられ，コンクリートのひび割れ付近に生じる可能性のある割裂破壊が抑制される傾向があることが分かった．

－160－