2017 Fiscal Year Research-status Report
部分構造合成理論に基づく部材・構面・建物全体の微動振動モードと損傷の新同定法
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16K06587
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
栗田 哲 東京理科大学, 工学部建築学科, 教授 (90195553)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金 南昔 東京理科大学, 工学部建築学科, 助教 (80756966)
源栄 正人 東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (90281708)
三辻 和弥 山形大学, 工学部, 教授 (90292250)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | FDD法 / FEMモデル / 地盤と建物の動的相互作用 / 部材損傷 / 構造ヘルスモニタリング / 曲げ撓み / 軸変形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、構造解析学で構築された部分構造合成理論に基づいて、１）建物の微動データから部材単体の振動モードと剛性を効率的に同定する方法（FDD部分構造合成法）と、２）部材の損傷を検知する方法を提案することである。研究計画で実施する項目は、①FDD部分構造合成法の提案、②FEM解析によるFDD部分構造合成法の検証、③振動台実験と微動測定によるFDD部分構造合成法の検証、④被災建物の全体振動モードと部分構造単体の振動モードの同定、⑤部分構造の損傷検出手法の提案と検証、⑥被災建物の損傷検出、である。
実施項目①に関しては、昨年度と同様に、FDD部分構造合成法の検討及び改良を基本理論に遡って検討を行い、実施項目②に関しては、東北大学人間環境系建物、東北大学免震実証建屋、東京理科大学研究棟の３次元FEM解析モデルの作成または改良を行い。実施項目③に関しては、模型試験体の設計及び測定計画の立案を行い、東京理科大学研究棟の微動測定を実施した。実施項目④に関しては、昨年度の結果を細かく検討するために、葛飾キャンパス・研究棟の微動データの分析を行い、FDD法で得られる振動モードは地盤と建物の連成系の振動モードであることを理論と実測により明らかにした。実施項目⑤に関しては、人間環境系建物及び免震実証建屋の微動データを使って、大梁の曲げ撓み及び軸変形の伝達特性について調べ、軸変形については振動数20～30Hzあたりで軸変形が著しく増大する大梁があり、この増大は損傷と関係する可能性があること指摘し、曲げ撓みについては、たわみが増大する振動数は大梁間での増大率に違いがみられ、損傷との関係の解明が課題となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
FDD法で同定した振動モードが地盤と建物連成系のモードであることを実測と理論により明らかにしたことはFDD部分構造合成法の提案からみると前進した。また、曲げ撓みと軸変形の伝達特性を調べた結果、２０Hｚ以上に存在する卓越振動数が部材の損傷と関係する可能性を見出したことも成果である。しかし、振動台実験と免震実証建屋の微動測定が本年度実施できず、来年度になった点で少し遅れいていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は②FEM解析によるFDD部分構造合成法の検証、③振動台実験と微動測定によるFDD部分構造合成法の検証、④被災建物の全体振動モードと部分構造単体の振動モードの同定、⑤部分構造の損傷検出手法の提案と検証、⑥被災建物の損傷検出を行う。
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| Causes of Carryover |
常時微動測定の経費を計上したが、測定が次年度になったため経費を繰り越した。
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