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Reinforced Concrete (RC) has been extensively used in the construction of buildings and infrastructure facilities. Particularly, RC bridge piers have been widely utilized in the construction of highways, mountainous, and river elevated bridges due to their cost-effectiveness, ease of construction, durability, seismic resistance, and corrosion resistance. In the design and construction of bridge piers, the bond performance between reinforcement and concrete is crucial. Ensuring sufficient bond strength between the materials is essential for reliable stress transmission. In most RC structures, deterioration of bond strength between reinforcement and concrete in column boundaries and within footings leads to slippage phenomena, reducing the column’s load-bearing capacity and rigidity, resulting in a decrease in the seismic performance of RC structures. Previous studies have shown that the diameter and arrangement of axial bars significantly affect the bond performance at the joint. Therefore, in bridge piers with densely arranged small-diameter axial bars, the bond between axial bars and footing concrete may be lost due to decreased anchorage performance, possibly changing the failure mode from flexural failure, as assumed in current designs, to a failure mode caused by rocking deformation. In this study, considering the above background, cyclic loading tests and finite element analysis based on reduced-scale RC column models, consisting of different diameters and numbers of axial bars with similar reinforcement ratios and strengths, were conducted. Through these, the influence of bond-slip phenomena in RC bridge piers with densely arranged small-diameter axial bars on the seismic reinforcement performance of RC columns was investigated. The structure of this paper is described below. In Chapter 2, cyclic loading tests using RC column specimens with densely arranged small-diameter axial bars, having similar reinforcement ratios and strengths compared to the standard reduced-scale RC bridge pier models commonly used in previous studies, were conducted. The influence of small-diameter axial bars on the deformation and load-bearing performance and failure mechanisms of RC columns was compared with standard specimens. Specifically, analyses and considerations were made regarding the strain history of axial bars at loading stages, load-strain relationship history, damage conditions of reinforcements inside the specimens, and rotational deformation behaviors calculated from vertical displacements on both sides of the column base. In Chapter 3, reproduction analysis of cyclic loading tests based on nonlinear finite element methods was conducted. It was clarified that it is necessary to consider the bond between axial bars and concrete. A new modeling method to reproduce the bond-slip phenomena between axial bars and concrete in RC columns was proposed. In these numerical analysis methods, focusing on the bond-slip behavior of reinforcements at the joint and differences in bond failure characteristics caused by different reinforcement arrangements, detailed analyses were conducted on how they affect the overall deformation and load-bearing performance of RC columns. From these analyses and considerations, the performance and failure mechanisms of RC columns with densely arranged small-diameter axial bars were summarized. In Chapter 4, the possibility of seismic reinforcement for RC columns with small-diameter axial bars was verified. Even now, various reinforcement works are being conducted for existing transportation infrastructure facilities for reasons such as improving the seismic performance of RC bridge piers, extending the life of aging structures, and taking measures against imminent heavy rain disasters. In the case of existing RC bridge piers designed and constructed based on old seismic standards, many of them use smaller diameter axial bars compared to current standards and do not have sufficient flexural strength. Also, in reinforcement, it is necessary to select a construction method that comprehensively considers seismic resistance, durability, workability, and economy. Especially when applying to river piers, it is necessary to smoothly construct within a limited construction period, and in some cases, a reinforcement method with a thin wrapping thickness is chosen to reduce the riverbed occupancy rate and maintain its performance for a long time. Since it is unclear whether the reinforcement effect can be sufficiently expected even if reinforcement is performed, cyclic loading tests were conducted on specimens reinforced with PCM materials for RC columns with insufficient deformation performance due to such reinforcements and anchorage conditions, and the load-bearing deformation performance was evaluated. Detailed verification was conducted focusing on the suppression effect of anchorage failure of axial bars and rotational deformation in the plastic hinge section caused by bond failure. It was clarified that the high-strength PCM material pouring reinforcement method can suppress the anchorage failure of existing part reinforcements and the rocking deformation of the existing part. In Chapter 5, verification based on nonlinear finite element methods was conducted on the specimens reinforced in the previous chapter, focusing on the suppression effect of anchorage failure of axial bars in the existing part and rocking deformation due to the wrapping reinforcement of PCM materials targeted in cyclic loading tests. By appropriately modeling the PCM reinforced part and the reinforced part reinforcements, it was possible to reproduce the pinching phenomena observed in the unloading and reloading history of cyclic loading tests, and it was clarified that the rocking deformation of the plastic hinge part caused by bond failure at the base of the specimen could also be suppressed. Finally, the conclusions of each chapter were summarized, and a comprehensive summary of the research results on the seismic reinforcement performance of RC bridge piers with densely arranged small-diameter axial bars focusing on bond-slip behavior was conducted. Also, unresolved issues in this study were raised, and descriptions were made regarding future research issues.

製品にはプロダクトライフサイクルがあり，その段階ごとに要求される開発内容も変化するため，市場における製品のイノベーションの状態を把握することが重要である. また，ドミナントデザイン発現前に製品を市場に投入することは，製品が広く受け入れられるための有効な手段の一つであるといわれている. しかし，ドミナントデザイン発現時期は，事後にしかわからないという問題があり，その対策として，特許情報を使った手法が多くの研究者によって検討されているが，製品に関する技術の専門家が必要であることが課題である. 例えば，分析に使う特許分類コードや技術の専門用語が特定できないことである. 特許情報を使った先行研究では，特許分類コードを使った方法，テキストマイニングを使った方法，機械学習・ディープラーニングを使った方法があるが，製品に関する技術の専門家の知見が必要とされている．そこで，製品に関する技術の専門家の判断によらず，イノベーションの状態変化，ドミナントデザインの発現時期を得る方法に対する社会的要求がある． 本研究では，製品に関する技術の専門家の判断によらず，日本の特許情報と分類コードのFタームを使い，ドミナントデザインの発現時期を得る新たな手法を提案した.また，分析手法の有用性の検証として，製品の開発事例を元に，ドミナントデザインの発現時期を示すことができることを確認した．ここで，検証には，組み立てて完成する製品で，精密機器・装置分野の製品であり，かつＦタームが付与されているものを対象とした． 本論文は，以下の4章から成る. 1章では，研究の背景を述べ，先行研究の調査を行った. 先行研究の課題を認識し，取り組む課題を考え，本研究の目的を定めた. さらに，本論文の構成のアウトラインを示した. 2章では，製品に関する技術の専門家の判断によらず，Fタームを使い，イノベーションの状態変化，ドミナントデザイン発現時期を捉える新たな手法を提案した. 提案した新たな手法では，まず，分析対象の製品に関する特許を選定するために，特許分類コードのFIを特定する必要がある．FIを特定する手法の検討では，カメラを対象とし，製品を表す一般的な単語からFIを求めることができることを示した．また同時に，コア技術を表す特許分類コードを顧客の声から特定するため，日本の農業用草刈り機メーカーを分析し，コア技術を表すテーマコードが特定できることを示した．つぎに，イノベーションの状態変化とドミナントデザインの発現時期を得る手法を確認するために，先のそれぞれの結果及びFタームを用いて，製品に関するFIから，Fタームを特定し，Fタームから，イノベーションの状態変化を求めた．求めたイノベーションの状態変化から，AbernathyとUtterbackが提唱したA-Uモデルの条件を適用し，ドミナントデザインの発現時期を特定できることを示した．また，インクジェットプリンタ，NC加工機，プロジェクタについて分析し，ドミナントデザイン発現時期を求め，製品のドミナントデザイン時期と比較した結果も示している． 3章では，2章で示した，新たな手法の有用性を検証した．有用性の検証は，製品開発に成功した日本企業を事例として分析し，2章で得た結果と比較した．この分析企業は，日本の業務用可食インクジェットプリンタ市場において，最も早く製品を投入した企業の一つであり，市場においてトップシェアを獲得している．製品開発の歴史と，ドミナントデザイン発現時期の分析結果を比較し，製品開発に着手したタイミング，製品を市場へ投入するタイミングは，ドミナントデザインの発現時期の前であることを示した．このことから，本研究で提案する手法は，製品開発において，製品を市場へ投入するタイミングを判断する際に有用であることを確認した．さらに，製品開発においては，ドミナントデザイン発現時期を鑑みた製品を市場へ投入するタイミングだけではなく，ターゲット選定，独自性や品質を実現する技術開発も重要であるため，事例でとりあげた企業の事業戦略，実行計画についても調査した．事例企業は，製品を市場へ投入するタイミングを定め，目標時期までにターゲット選定，製品の独自性を実現するための課題認識，課題解決のための技術開発を，戦略的，計画的に実施しており，このことからも，本研究で提案した新たな手法は，事業戦略において，製品を市場へ投入するタイミングを決定することに活用できることを示唆している． 4章では，2，3章を総括した. 2章，3章の成果をまとめ，本研究で新たに提案した特許情報と日本の特許分類コードのFタームを使った特許分析手法は，組み立てて完成する製品で，精密機器・装置分野の製品であり，かつFタームが付与されている製品において，製品に関する技術の専門家の判断によらずドミナントデザインの発現時期を特定できることを示し，企業の製品開発事例の検証から，提案した新たな手法の有用性を示唆している.また，本研究の限界と今後の展望，さらに，その実現のために取り組むべき課題を述べた．