中村　洋介

鋼製煙突のCFRP補強

宮下　剛

構造物の耐震設計法は，地震被害をもとに発展してきた．煙突構造物でも状況は同様であり，耐震基準の見直しを受け，耐震性が不足している鋼製煙突が存在する．また，鋼製煙突では，鋼材の経年劣化は避けられず，適切な点検と補修も必要となる．鋼製煙突に対する従来の補修・補強では，鋼板をボルトや溶接により添接する当板工法が用いられる．しかし，これらの工法は，施工が煩雑であり，母体に対してボルト孔などの断面欠損や熱影響の懸念，死荷重の増加などの問題点がある．特に鋼製煙突では，半径に対して板厚が小さい（径厚比が大きい）ため，自重が小さく，基礎もそれに対応するように設計されている.よって，従来の当て板工法で補強すると，死荷重の大幅な増加により，基礎に影響を及ぼす場合がある． 
本研究では，既設鋼製煙突の耐震性向上を主目的として，軽量かつ簡便な施工を可能とする炭素繊維シート接着工法による補強効果の検討を行う．具体的には，実鋼製煙突を模擬した鋼製円管に炭素繊維シート補強を施し，水平荷重による正負交番載荷を行い，耐荷力や変形性能などの基礎データを取得する．試験は，無補強の供試体，炭素繊維シート補強(パテの有無)を施した供試体の計3ケースの供試体で試験を実施し，炭素繊維シートの補強効果を検討する．また，炭素繊維シートは，2種類用いて，鋼管軸方向，鋼管周方向のそれぞれの補強効果について検討する．
正負交番載荷試験の結果，測定された最大荷重から，炭素繊維シート補強を施した2供試体で，炭素繊維シート接着による補強効果が確認された．また，耐震性能の指標であるエネルギー吸収能は，炭素繊維シート補強をすることで向上し，基部の破壊状況からみても面外変形の量は小さく抑えられ，エネルギ−吸収量も大きくなることがわかった．さらに，各供試体の荷重−ひずみ関係から炭素繊維シート補強を施すことで応力低減効果と拘束効果が確認された．