CFRP製立体トラスの開発(その1)―CFRPの力学特性―
21世紀に向けての新しい構造空間を実現するために、軽量、高強度かつ耐腐食性の高い繊維強化複合材料(FRP)を建築構造材に適用しようという開発を行っている。その開発の成果として、すでに商品化されたコンクリート補強用格子状FRP筋「ネフマック」があげられる。今回の開発は「ネフマック」のようにコンクリートと複合させて用いるのではなく、FRP単体を主な建築構造材料として用いるところが今までにない部分である。その第一段階として、構造的に外力に対して軸力のみで負担し、また、FRPの軽量という特徴を生かしやすい立体トラスに着目した。具体的には立体トラスを用いた大スパン屋根構造を目標としていることから、現状のFRPの繊維の中でも剛性の高い炭素繊維を採用した。本報では炭素繊維強化複合材料(CFRP)製のパイプを主な構造材料とする立体トラス構造を開発する際に行った、CFRPの引張・圧縮・支圧の材料試験、CFRP製パイプの引張・圧縮実験、継手部分の引張・圧縮実験について報告する。
Development of Space Truss Structure with CFRP (Part 1)―Mechanical Properties of CFRP―
For the purpose of making a new structural space for the future, we are conducting a series of developments regarding the building construction applications of FRP which has the features of lightness, high-strength and high-durability. "NEFMAC" a grid shape reinforcement for concrete is one of the results of our research. This time FRP itself is used as the main structural material, rather than "NEFMAC". At the first stage we directed our attention to the space truss structure, because it has a simple structural system which can also make use of the feature of light-weight easily. The structure divides an external force into only axial forces of members. As we aim towards the reality of wide span structures, carbon fiber, having greater stiffness than other conventional reinforcements of FRP at this moment, is appropriate. It helps to keep the deformation of structures to a minimum. This paper shows the results of several tests of components which make up the space truss structure with CFRP.
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