佐藤 靖彦 (サトウ ヤスヒコ)

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所属

理工学術院 創造理工学部

職名

教授

ホームページ

https://kaken.nii.ac.jp/d/r/60261327.ja.html

兼担 【 表示 / 非表示

  • 理工学術院   大学院創造理工学研究科

学内研究所等 【 表示 / 非表示

  • 2020年
    -
    2022年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

学位 【 表示 / 非表示

  • 北海道大学   博士(工学)

経歴 【 表示 / 非表示

  • 2018年04月
    -
    継続中

    早稲田大学   創造理工学部社会環境工学科   教授

  • 2018年04月
    -
    2020年03月

    北海道大学大学院   客員教授

  • 2007年04月
    -
    2018年03月

    北海道大学   工学(系)研究科(研究院)   准教授

  • 2005年04月
    -
    2007年03月

    北海道大学大学院   助教授

  • 1997年04月
    -
    2005年03月

    北海道大学大学院   助手

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    aci

  •  
     
     

    fib

  •  
     
     

    資源素材学会

  •  
     
     

    コンクリート工学会

  •  
     
     

    PC工学会

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研究分野 【 表示 / 非表示

  • 土木材料、施工、建設マネジメント

  • 構造工学、地震工学

  • 安全工学

  • 社会システム工学

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 設計工学

  • コンクリート工学

論文 【 表示 / 非表示

  • Experimental and numerical study of structural effects of anisotropic frost damage on reinforced concrete beams

    Takeru Kanazawa, Yasuhiko Sato, Ryosuke Takahashi

    Journal of Advanced Concrete Technology   19 ( 1 ) 14 - 25  2021年

     概要を見る

    Unlike plain concrete, frost damaged reinforced concrete (RC) exhibits anisotropy because of the presence of reinforcing bars. The resultant mechanical responses are influenced strongly by the loading direction. Therefore, to ascertain the mechanical behavior up to failure of RC beams subjected to freeze-thaw action and subsequent mechanical loading, anisotropic damage models of frost-damaged RC elements were assessed in this study using three-dimensional nonlinear finite element analysis (3D-NLFEA), which revealed that the anisotropic damage affected load-deflection responses and played a key role in failure modes that differed from those of an undamaged RC beam. This paper is the English translation from the authors' previous work [Kanazawa, T., Sato, Y. and Takahashi, R., (2019). "Frost damage of reinforced concrete beams and analytical evaluation of its static failure behavior." Journal of Japan Society of Civil Engineers. Ser. E2 (Materials and Concrete Structures), 75(4), 293-307. (in Japanese)].

    DOI

  • Fatigue behavior of air-entrained high strength concrete with blast furnace slag fine aggregates under freezing and thawing

    M. A. Farooq, Y. Sato, K. Niitani, H. Yokota

    Lecture Notes in Civil Engineering   101   2025 - 2035  2021年

     概要を見る

    This experimental study investigates the compressive fatigue behavior of air-entrained (AE) concrete with blast furnace slag (BFS) fine aggregates subjected to freeze-thaw cycles (FTC). The fatigue tests were carried out on cylindrical specimens of intact and frost-damaged AEBFS concrete and the results are compared with those of AE high strength (HS) normal concrete using crushed sand. The strain measurements are used to discuss the damage progress under fatigue loading. The results reveal that although the static compressive strength of AEBFS concrete is slightly less than AEHSN concrete, the fatigue life of AEBFS concrete is longer than that of AEHSN concrete. No significant effect of FTC is found on the fatigue behavior of each concrete due to very low frost damage. Moreover, it is found that overall the fatigue life of AEHS concrete is longer than that of non-AE high strength concrete from literature and this difference is pronounced with the reduction in maximum stress level.

    DOI

  • Experimental investigation of monotonic behavior and stress-strain models of AE and non-AE high strength concrete with BFS fine aggregates under freezing and thawing

    Muhammad Aboubakar Farooq, Yasuhiko Sato, Kyoji Niitani

    Construction and Building Materials   249  2020年07月

     概要を見る

    This study is attempted to investigate the change in mechanical properties and to formulate the stress-strain models of air-entrained (AE) and non-air entrained high strength concrete with blast furnace slag (BFS) sand as fine aggregates under freezing and thawing. The freeze-thaw (FT) test was carried out on the concrete specimens followed by static compression tests and the results are compared with those of AE normal strength normal (AENSN) and AE high strength normal (AEHSN) concrete using crushed sand. The experimental results disclose that overall the rate of plastic strain development due to freezing and thawing in non-AE high strength concrete is higher than that of AE high strength concrete, but less than that of companion normal strength concrete. Consequently, the mechanical properties of non-AE concrete deteriorate at higher rate in comparison with AE concrete under freezing and thawing. However, no significant reduction in mechanical properties of AEBFS and AEHSN concrete is observed compared to AENSN concrete. Moreover, it is found that the Young's modulus of frost-damaged concrete degrades rapidly than the compressive strength. Thereafter, the stress-strain relationships for AE and non-AE high strength concrete under monotonic loading are formulated based on elasto-plastic and fracture concept. Based on the experimental data, the relationships for fracture parameter and plastic strain development of high strength concrete under monotonic loading are developed. The stres-strain relationships calculated by the proposed model are compared with the experimental ones.

    DOI

  • Effects of bond configurations on flexural response of RC beams externally strengthened with CFRP sheets

    Jianguo Dai, Keisuke Sumiyoshi, Tamon Ueda, Hiroshi Yokota, Yasuhiko Sato

    Composites in Civil Engineering, CICE 2006     39 - 42  2020年

     概要を見る

    This paper investigates experimentally how various bond configurations influence the flexural response of FRP-strengthened RC beams. A total of seven beams(200×200×2200mm) were tested. One was the reference without strengthening. Two were strengthened with CFRP sheets using hard and soft adhesive bonding, respectively, along the whole test span. The remaining four were applied a combination of hard and soft adhesives but in two different ways. One way is to use the soft adhesive at the flexure-dominating zone only and another is to use it for the shear-dominating zone only. Pair tests were conducted for these four specimens under both normal and low temperature (- 10°C). It is revealed that a sole use of soft adhesive improves the ultimate member strength and ductility but leads to a loss of stiffness. Using the soft adhesive at the flexure-dominating zone can not improve the member strength but improve the member ductility only. However, use of hard adhesive at the flexure-dominating zone and the soft one for the remaining parts can improve the member strength and ductility while avoiding loss of member stiffness. This test program provides an in-depth understanding of the debonding mechanisms in the FRP-strengthened RC beams. In addition, it is verified that that a low temperature of -10°C does not influence the global flexural response of FRP strengthened beams using the combined bonding system.

  • Basic bond characteristics of frp strand sheet-concrete interface with polyurea resin

    Mitsuhiko Ozaki, Akira Kobayashi, Yasuhiko Sato, Masaki Arazoe, Akihiro Tateishi, Atsuya Komori

    Journal of Advanced Concrete Technology   18 ( 9 ) 505 - 520  2020年

     概要を見る

    Aiming at improving bond strengths between FRP sheet and concrete, the FRP sheet bonding method using high elongation elastic resin as a buffer layer was developed. In this study, bonding tests was conducted to clarify the basic bond characteristics of FRP strand sheet-concrete interface with a polyurea resin. As a result of the bonding tests, it was found that the use of the polyurea resin as a buffer layer significantly improved the bond strength and the interfacial fracture energy between FRP sheets and concrete. In addition, bond stress-slip relationships with a polyurea resin were proposed. Finally, numerical analyses of bonding CFRP strand sheets and concrete were conducted so as to verify validity of the proposed bond stress-slip relationships. This paper is an extended version in English from the authors' previous work [Kobayashi, A., Ozaki, M., Sato, Y., Arazoe, M., Tateishi, A. and Komori, A., (2020). “Study on bonding behavior of FRP sheets and concrete bonded with high elongation elastic resin.” Journal of Structural Engineering, JSCE, 66A, 855-867. (in Japanese)].

    DOI

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Misc 【 表示 / 非表示

  • 隅角部補強ユニットを利用したL形隅角部の耐荷性能に関する実験的検討

    渡部孝彦, 村田裕志, 武田均, 佐藤靖彦

    コンクリート工学年次論文集(CD-ROM)   42  2020年

    J-GLOBAL

  • 荷重履歴に着目したせん断補強筋を持たないRCはりの変形性状に関する検討

    竹田京子, 佐藤靖彦

    コンクリート工学年次論文集(CD-ROM)   42  2020年

    J-GLOBAL

  • RC隅角部の配筋省力化技術の開発

    渡部孝彦, 村田裕志, 武田均, 佐藤靖彦

    大成建設技術センター報(CD-ROM)   ( 53 )  2020年

    J-GLOBAL

  • 高伸度弾性樹脂を用いて接着した FRP シートとコンクリートの付着挙動に関する研究

    小林朗, 尾崎允彦, 佐藤靖彦, 荒添正棋, 立石晶洋, 小森篤也

    構造工学論文集 A(Web)   66A  2020年

    J-GLOBAL

  • 繰返し移動荷重を受けるプレキャスト PC 床版接合部の疲労寿命の定量評価

    竹田京子, 佐藤靖彦

    構造工学論文集 A(Web)   66A  2020年

    J-GLOBAL

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産業財産権 【 表示 / 非表示

  • コンクリート構造物の補強方法

    特許第4194894号

    小林 朗, 佐藤 靖彦

    特許権

    J-GLOBAL

受賞 【 表示 / 非表示

  • 構造工学論文集Vol.66A論文賞

    2020年06月   土木学会  

  • 吉田賞

    2020年06月   土木学会  

  • セメント協会論文賞

    2013年05月   セメント協会  

  • Best Basic Research Paper

    2005年06月   アメリカ土木学会 Journal of composites for construction  

  • 吉田賞

    2003年06月   土木学会  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 道路橋RCおよびPC床版の荷重推定と寿命予測法の開発

    基盤研究(B)

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2023年03月
     

    佐藤 靖彦, 高橋 良輔

  • レジリエンス強化のための備災マネジメントと南海トラフ地震・津波の影響地域への適用

    基盤研究(A)

    研究期間:

    2019年04月
    -
    2023年03月
     

    秋山 充良, 高橋 良和, 松崎 裕, 越村 俊一, 佐藤 靖彦, 本田 利器, 宮里 心一

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    2011年東北地方太平洋沖地震では,強震動と津波の作用により,東北地方太平洋沿岸部を中心に多くの構造物が損壊・倒壊・流出した.結果として,約2,300万トンにもおよぶ災害廃棄物が発生し,その処理は東北地方太平洋沖地震の影響を受けた地域の復旧・復興活動の大きな妨げとなった.自然災害発生後の回復性(復興活動の迅速化),すなわちレジリエンス強化のためには,災害廃棄物量を適切に推定し,その対処方法を震災前に議論することが重要である.
    本研究では,2011年東北地方太平洋沖地震に比べて広範囲,かつ甚大な被害が懸念されている南海トラフ地震による津波災害廃棄物量をリスクアプローチに基づき評価した.既存研究では,予想される最大災害廃棄物量を仮定し,その前提のもと,廃棄物の処理時間や予算を最小化するための議論が行われている.対策に必要な予算や労働力の観点から,合理的な災害廃棄物の処理が可能なのであれば,その最大量を想定することは妥当である.しかしながら,南海トラフ地震に対して最悪の作用(強震動・津波)を想定すると,構造物被害が甚大となり,膨大な災害廃棄物量に対する対策を講じなければならなくなる.災害廃棄物量の大きさとその発生頻度の関係に基づき,災害廃棄物量の処理に関わる意思決定をすることが合理的である.
    本研究では,現在得られる知見に基づき,起こり得る断層の動きから想定される津波高さを確率的に評価し(津波ハザード評価),その大きさの津波を受けたときの構造物の損傷可能性を推定し(津波フラジリティ評価),さらには,構造物の損傷から予想される災害廃棄物量の総数を算定(影響度評価)することで,リスクカーブ(災害廃棄物量の大きさと頻度の関係)を提示した.本研究の特徴は,構造物の被害数と災害廃棄物量の関係(原単位)を導入することで,津波による災害廃棄物量のリスクカーブを算定したところにある.

  • 接着付着界面の複合劣化特性と補修補強後部材の性能予測

    基盤研究(A)

    研究期間:

    2014年04月
    -
    2017年03月
     

    上田 多門, 佐藤 靖彦, 古内 仁, 小森 篤也, 高橋 順, 藤間 誠司

     概要を見る

    コンクリート構造物補強法における接着界面付着特性に関し,FRP接着工法の付着特性は18か月の浸潤後において多少低下するものから向上するものまであり,増厚工法の付着特性は60度までの温度上昇とともに低下するが,温度が低下すると多少回復する.これらの結果に基づき,付着特性推定式を提案した.補強後の性能向上技術として,ポリウレア層挿入FRP接着工法の解析技術,増厚工法用アンカー筋補強効果推定モデル,ひび割れ樹脂注入による疲労耐力向上推定モデルを提示した.
    凍害を含む複合劣化に関し,疲労との複合作用下のコンクリート損傷推定モデル,塩害との複合作用下の凍害促進推定モデル,凍害損傷の分布測定法を提示した.

  • 複数回の補修を経たコンクリート部材の性能変化と延命化限界の解明

    挑戦的萌芽研究

    研究期間:

    2014年04月
    -
    2017年03月
     

    横田 弘, 佐藤 靖彦, 橋本 勝文

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    塩害を受けたコンクリート構造物に対して、電気化学的脱塩あるいは断面修復による補修を複数回施し、補修による性能の回復効果およびそれに伴って副次的に生じる影響(副作用)について実験的に検討した。脱塩では、累積通電時間にほぼ比例して鉄筋近傍のセメント水和物の分子鎖の分断が生じて局所的な強度低下が生じ、それが付着性能の低下につながることを明らかにした。断面修復では、本研究の範囲では複数回の補修による悪影響は認められず、劣化部分を除去して短繊維を混入した高耐久モルタルを用いて断面修復を施すことで、性能がほぼ回復できることを示した。このように、延命化の限界を考慮した補修計画の立案に貢献できる成果を導いた。

  • 長大無筋コンクリート構造物の防災機能にリンクした劣化度指標の設定に関する研究

    基盤研究(B)

    研究期間:

    2012年04月
    -
    2015年03月
     

    横田 弘, 渡部 靖憲, 佐藤 靖彦, 加藤 絵万, 橋本 勝文

     概要を見る

    海岸域に建設される長大無筋コンクリート構造物を対象に、防災機能とリンクさせつつ、構造物に生じた劣化・変状に基づく総合劣化度指標の設定について検討した。構造物に発生した変状としてひび割れに着目し、その幅、深さ、発生位置を類型化した解析モデルを構築した。また、ひび割れ面における応力伝達を評価する力学モデルを開発し、解析モデルに組み込んだ。最後にこれらを総括して、劣化・変状を有する構造物をモデル化した解析により、残存性能および防災機能とリンクした総合劣化度指標を提案した。その結果、同構造物の維持管理の効率化に貢献できる成果を導いた。

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • コンクリート床版の外力・状態・性能評価システム

    2020年  

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    道路橋コンクリート床版の任意の時点における残存耐力と余寿命を,外観損傷度から予測できる手法を開発することの意義は大きい.その実現には,外力と損傷度と寿命予測を関連づける必要があり,そのためには,コンクリート床版の破壊形式を整理しなければならない.本研究において,コンクリート床版の破壊形式として,せん断圧縮破壊形式,土砂化後の押抜き破壊形式,鉄筋降伏・破断形式の3つと形式が存在することを明らかにし,上限荷重と損傷度と寿命の関連付けを可能とした.

  • コンクリート系床版の疲労寿命予測法の開発

    2019年   竹田京子

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     本研究では,輪荷重走行試験の実験結果に基づき,せん断耐力式とS-N曲線式によるRCおよびPC床版の疲労寿命予測法を開発するとともに,接合部を有するプレキャストPC床版の疲労耐久性評価に関する検討を行った.開発した疲労寿命予測式(提案式)は,RCおよびPC床版の疲労寿命を精度良く予測できることを実験結果との比較から示した.さらに,接合部の疲労寿命予測においては,継手鉄筋の引張力によりコンクリート内部に導入される圧縮力が主鉄筋の拘束を高め,付着力が向上することで静的な耐力が向上する機構を見出し,この耐力向上効果を提案式に考慮することで,接合部の疲労寿命の予測精度が向上することを示した.

  • 移動輪荷重を受ける道路橋RC床版の疲労設計法

    2018年   竹田京子

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     道路橋の鉄筋コンクリート床版(RC床版)は,交通荷重,すなわち移動輪荷重を繰返し受けるため,疲労に対する設計が欠かせない.しかし,その合理的な疲労設計法は存在しない.そこで,過去に複数の研究機関において行われた輪荷重走行試験結果を活用し,せん断抵抗機構および破壊機構に基づいたRC床版の疲労寿命予測式を開発した.しかし,その式はその適用範囲が限定されており,適切に評価できない実験結果が存在する. そこで本研究では,過去に開発したRC床版の疲労寿命予測式を拡張し,載荷速度と支持条件が疲労寿命に及ぼす影響を明らかにするとともに,階段状に変化する移動輪荷重下におけるRC床版の疲労寿命予測を可能とした.

 

現在担当している科目 【 表示 / 非表示

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