2019 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental study for MEMS sensor monitoring system to assess seismic response of Non-structural element of building
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17K06666
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| Research Institution | National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention |
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Principal Investigator |
梶原 浩一 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震減災実験研究部門, 総括主任研究員 (10450256)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
榎田 竜太 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震減災実験研究部門, 特別研究員 (20788624)
岡崎 太一郎 北海道大学, 工学研究院, 教授 (20414964)
長江 拓也 名古屋大学, 減災連携研究センター, 准教授 (90402932)
高橋 典之 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60401270)
松宮 智央 近畿大学, 建築学部, 准教授 (20454639)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | MEMSセンサ / 振動実験 / モニタリング / 外装材 / カーテンウォール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「外装材挙動を利用する損傷モニタリングのためのMEMS技術開発と振動台実験」では、建物の外装材として特にカーテンウォールに着目し、その外装材に小型で比較的安価であり、性能も高まりつつあるMEMS (Micro Electro Mechanical System) センサを具備し、地震による構造物の損傷モニタリングを行うための基礎的な技術開発を行うものである。
最終年度は、防災科研の大型耐震実験施設で11月末から12月前半までに柱梁接合部の損傷進展の振動実験とユニットハウスのモニタリング技術の適用に関する実験を実施し、データを蓄積するとともに、これまでの研究成果を取りまとめた論文の執筆を進めた。
研究期間全体を通じては、目的が外装材（カーテンウォール）挙動を利用する損傷モニタリングのために、構造体の挙動をカーテンウォールに具備したMEMSセンサが捉えることが出来るか否かが大きな課題であった。これに対して、外部機関のカーテンウォール用の試験施設も活用し、実物のカーテンウォールを具備した構造フレームに正弦波による強制変位を与え、カーテンウォールに設置したMEMSセンサが構造体の挙動を捉えることを確認した。また、システムの基本的な特許の申請を行うと共に、MEMSのジャイロセンサによる層間変形の算出手法についても研究を進めた。
様々な構造物モニタリングのためのセンシング技術やデータの評価アルゴリズム研究が進められている。建物に一般に具備されるカーテンウォール等の外装材等に、はじめからセンサを具備したシステムの一般化も地震防災・減災と縮災に繋がるものと考え、本研究により基礎的な技術開発を実施できた。
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