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Development of nondestructive and non-intrusive strain estimation method for concrete components

Research Project

Project/Area Number 19K22005
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 23:Architecture, building engineering, and related fields
Research InstitutionUtsunomiya University

Principal Investigator

Fujimoto Satoshi  宇都宮大学, 地域デザイン科学部, 准教授 (30467766)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywordsモニタリング / センシング / ひずみ / コンクリート / 電気化学 / インピーダンス / 非破壊計測 / モルタル / 電気化学計測 / 交流インピーダンス / 鉄筋 / 維持管理 / 鉄筋コンクリート / 計測法 / 非接触
Outline of Research at the Start

本研究は,鉄筋コンクリート部材内部のひずみ(変形)を,部材内外を繋ぐ電気的な配線なしに,完全非破壊に計測できる方法を開発することを目的としている。建築物は,長期にわたって使用されるので,経年変化や地震等の被災によって竣工時の性能が低下していないか検査によって確認する必要がある。鉄筋コンクリート部材のような構造要素の場合には,応力(荷重),ヤング係数,ひずみ(変形)などがこの検査において重要な指標となる。本研究では,配線不要で非破壊な部材内ひずみ計測を実現する要素技術の開発を目指しており,さらには,この新手法を活用した維持管理等のあり方・運用法を提案したいと考えている。

Outline of Final Research Achievements

Estimation of strain in concrete is difficult unless sensors are preinstalled in the concrete. This research project aims to develop a strain measurement and estimation method without preinstalling and wiring of sensors. Molding of inductance element was proposed and experimentally verified. The effective use of such methods were also investigated. Influence of various load and environmental conditions were experimentally investigated. During these investigations, a method without molding any inductance element was also found effective. The method was experimentally verified and mechanism of correlation to strain was experimentally investigated.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

建築物は,長期にわたって使用されるので,経年変化や地震等の被災によって竣工時の性能が低下していないか検査によって確認する必要がある。鉄筋コンクリート部材のような構造要素の場合には,応力(荷重),ヤング係数,ひずみ(変形)などがこの検査において重要な指標となる。ところが,鉄筋コンクリートでは,ひずみゲージなどのセンサ類を予め埋設して配線しない限り,竣工・経年後に部材内のひずみを計測して,建築部材の性能確認に役立てるのは難しいのが実情である。本研究は,このような背景のもとに,ひずみ・変形を非破壊にとらえる手法を開発し建築物の維持管理等に役立てようとするものである。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 圧縮荷重下におけるモルタルの交流インピーダンス特性 その 2 調合に関する検討及びスパース推定の検討2022

    • Author(s)
      竹内 瑞貴, 藤本郷史
    • Journal Title

      日本建築学会学術講演梗概集

      Volume: 1 Pages: 239-240

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] 色調制御により情報を保存するコンクリートの製造・施工法に関する研究2021

    • Author(s)
      八木澤遥,藤本郷史
    • Journal Title

      情報システム・利用・技術シンポジウム論文集

      Volume: Vol.44 Pages: 227-232

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 建築物のモニタリングと情報保管2021

    • Author(s)
      藤本郷史
    • Journal Title

      2021年度建築学会大会 情報システム部門 研究協議会資料

      Volume: 1 Pages: 51-52

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] セメントペーストの電気化学的な含水率推定におけるlassoの適用2020

    • Author(s)
      藤本郷史,小口崚平
    • Journal Title

      情報システム利用技術シンポジウム論文集

      Volume: 43 Pages: 502-507

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CPEを含む等価回路モデルを用いたセメントペーストの電気化学的特性の分析2020

    • Author(s)
      小口崚平,藤本郷史
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 42 Pages: 377-382

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 空き家・放置建築物を対象とした  官民学協働による対策と実践2022

    • Author(s)
      藤本郷史
    • Organizer
      栃木県における地域共創による防災まちづくりシンポジウム
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  • [Presentation] 建築物の情報保管と情報取得2022

    • Author(s)
      藤本郷史
    • Organizer
      建設副産物リサイクル広報推進会議 総会
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    • Invited
  • [Presentation] 圧縮荷重下におけるモルタルの交流インピーダンス特性2021

    • Author(s)
      竹内 瑞貴, 藤本 郷史
    • Organizer
      日本建築学会学術講演梗概集
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  • [Presentation] 交流インピーダンス計測に基づくモルタルの含水率・圧縮強度のスパース推定に関する研究2021

    • Author(s)
      仲島 夏彦, 藤本 郷史
    • Organizer
      日本建築学会学術講演梗概集
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  • [Presentation] 建築部材の時系列モニタリングデータへの応用を想定したグラフィカルlassoの特性に関する分析2021

    • Author(s)
      八木澤 遥, 藤本 郷史
    • Organizer
      日本建築学会学術講演梗概集
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2019-07-04   Modified: 2024-01-30  

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