조인트 연결 기술 향상을 목표로 함

섬유 강화 폴리머 건물의 새로운 설계 방법

도요하시 공과대학(TUT)

이미지: 얇은 GFRP 강화더보기

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개요

도요하시 공과대학 건축토목공학과 및 전자융합연구소(EIIRIS)가 구성한 연구팀(마츠모토 유키히로 교수)은 유리섬유를 사용하여 볼트 접합부의 동적 거동을 개선하는 방법을 제안하고 시연했습니다. 강화 폴리머(GFRP) 소재. 건축 분야에 사용되는 인발성형 GFRP 재료는 부재 축의 축을 따라 정렬된 강화된 섬유 방향을 가지므로 볼트 연결은 취약하고 설계상 단점이 있습니다. 연구팀은 고품질 성형이 가능한 진공 보조 수지 트랜스퍼 성형으로 성형된 다축 모재를 사용한 얇은 GFRP 플레이트를 볼트 연결부에 접착함으로써 눈에 띄는 베어링 강도 증가를 실현할 수 있음을 입증했습니다. 연구팀은 또한 이 방법이 관절 연결부의 취약한 파손 거동을 개선할 수 있음을 입증했습니다. 이 연구 결과를 통해 더 안전하고, 더 안전하고, 더 가벼우면서도 수명이 더 긴 건물 구조를 설계할 수 있게 될 것입니다.

세부

섬유강화폴리머(Fiber Reinforced Polymer, FRP)는 가볍고 높은 강도로 인해 기존 건축물의 보수 및 보강재, 육교, 수문 등의 용도가 늘어나고 있으며 향후 건축물의 긴급수리에도 활용될 것으로 기대됩니다. 미래의 건물 구조와 구조. FRP 부재를 생산하는 방법 중 하나인 인발공법은 초고생산성으로 긴 부재를 생산할 수 있는 방법이다. FRP 건축부재에 일반적으로 사용되는 성형방법입니다. 그러나 인발공법은 일반적으로 FRP재질의 강도와 강성을 확보하는 강화섬유를 인발방향(부재의 세로축 방향)으로 많이 배치하기 때문에 볼트구멍 주변에 국부적인 손상 및 취성파괴가 나타나는 것으로 알려져 있다. 볼트 등을 사용하여 연결하는 경우. 따라서 이러한 파손 거동에 주의해야 합니다.

이에 연구팀은 선박 부품과 풍력발전기 블레이드 등을 만드는 데 사용되는 진공보조 레진 트랜스퍼 몰딩을 이용해 무게 증가와 생산비 증가를 최소화하고 볼트 연결부의 동적 거동을 개선하는 연구를 진행했다. FRP, 두께가 수 밀리미터이고 섬유 방향이 여러 개인 GFRP 판을 붙여 넣습니다.

필요한 부분을 필요한 양의 GFRP만으로 보강함으로써 FRP의 생산성이나 경량성을 잃지 않으면서 섬유 강화 폴리머의 접합 강도를 크게 높일 수 있음을 실험을 통해 입증했습니다. 또한, 연구팀은 실험 결과와 기존 설계식을 바탕으로 제안한 연결보강 방식을 적용할 경우의 설계식도 제안하고, 설계에 적용할 수 있는 데이터를 성공적으로 제공했다.

개발 배경

연구팀장인 마츠모토 유키히로 교수는 이렇게 말했습니다. "이름에서 알 수 있듯이 섬유 강화 폴리머는 섬유의 좋은 활용이 필요한 재료입니다. 우리는 이전 실험을 통해 연결부의 파괴 거동을 관찰하고 다양한 FRP 성형 방법에 대한 정보를 수집함으로써 이 아이디어에 도달했습니다. 간단하지만 무엇입니까? 연결부에 얇은 판을 붙이기만 하면 되는데, 섬유의 방향을 세심하게 고려하여 좋은 효과가 나타나는 것에 놀랐습니다. 박사과정 학생들의 열정이 있었기에 유용하고 범용적인 결과를 얻을 수 있었다고 생각합니다. 실험 변수 결정 및 실험 계획 개발에 있습니다."