2018 Fiscal Year Annual Research Report
A technique for identifying modal parameters and damage of building members and frames from microtremor data based on substructure method
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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, 名誉教授 (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 | 部材損傷 / スラブ / 梁 / 弾性変形率 / 微動測定 / 振動モード / 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、部材単体の振動モードと剛性を建物の微動データから効率的に同定する方法（FDD部分構造合成法）を提案すること、部材の損傷を検知する方法を提案することである。このために、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と改良を基本理論に遡って行った。実施項目②、実施項目④、実施項目⑤、実施項目⑥に関しては東北大学人間環境系建物について竣工時、耐震改修直前モデル、耐震改修直後の計３種類の３次元FEMモデルを作成し、東京理科大学葛飾校舎については微動測定を新たに行い、FDD部分構造合成法で合成した振動モードとFEMの振動モードの比較を行い、FDD部分構造合成法の検証、損傷検出手法の検討を行った。実施項目③に関しては、振動台実験方法について検討を行った。スウェイ率・ロッキング率・弾性変形率の損傷前後の変化を調べた結果、損傷によりスウェイ率・ロッキング率が上部構造の損傷により低下し、逆に弾性変形率が上昇していることから、スウェイ率・ロッキング率・弾性変形率が変形（剛性）に基づく損傷検出の指標になることが分かった。梁と床スラブの損傷につて調べた結果、床スラブの上下振動は卓越振動がスラブの場所で異なり、かつ、複雑な振動モード特性であることから、床スラブの損傷検出については更なる検討が必要であることが分かった。梁の損傷検出については、曲げ変形より軸変形の変化に着目するのが良いことが分かった。
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