2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study of detection method to based on high-order time derivative of acceleration response.
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16H07236
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| Research Institution | Niigata Institute of Technology |
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Principal Investigator |
涌井 将貴 新潟工科大学, 工学部, 助教 (40778205)
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| Project Period (FY) |
2016-08-26 – 2018-03-31
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| Keywords | 加速度微分 / 損傷評価 / 構造ヘルスモニタリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、地震時に計測された加速度応答記録を高次微分した物理量に着目し、この物理量と構造物の非線形挙動との理論的関係から、構造物の損傷度推定手法を提案し、それに基づいた建築物の残存耐震性能評価指標を提案することを目指すものである。
これまでの研究において、1質点系として考えられるシステムでは、加速度応答の2階微分(以下、snap)によって、非線形挙動を検知することは可能であることを解析的・実験的に示した。しかし、非線形検出のための閾値を設定する際、弾性範囲内の最大復元力を用いているため、snapは応答速度と剛性変化率が大きい時に大きな値を示す、という非線形性検出の特性を十分に利用できておらず、非線形性を検出したというよりも、設定した復元力を超える時点を検出していたに過ぎない。そこで、今年度では、応答速度と剛性変化率の積を用いた閾値、およびノイズ低減を目的とした時間刻みの設定方法を新たに提案した。その提案手法では、検出したい剛性変化率と塑性率から、閾値、誤差、およびノイズの関係を理論的に整理し、数式化したことで、検出可能な時間刻みの適用範囲を定量的に示すことが可能となった。提案手法による非線形性の検出精度を解析的・実験的に検討した結果、1質点系として考えられるシステムにおいては、十分な精度で非線形性を検出することが可能であり、理論的に推定される結果とおおよそ合致した。適用範囲を拡張し、骨組系である２スパン鉄骨骨組の振動台実験結果への適用性も検討した結果、設定した剛性変化率に該当する適切な時間刻みを選択し、想定した塑性率以上の塑性変形が生じた場合には、snapの値が閾値を超えることが確認された。すなわち、骨組系に対しても、本提案手法によって構造物の損傷を検出し、その際に生じた塑性変形量を推定することができる可能性を示すことができた。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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