2021 Fiscal Year Annual Research Report

Assessment of seismic residual performance of important facilities including non-structural members

Research Project

Project/Area Number	18K04431
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	藤田皓平京都大学, 工学研究科, 准教授 (40648713)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	竹脇出京都大学, 工学研究科, 教授 (20155055)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords	構造ヘルスモニタリング / システム同定 / 建物機能診断 / 非構造部材 / 画像計測
Outline of Annual Research Achievements	本研究課題は，地震発生時に建物を継続して利用することを前提として耐震性能や設備機能の損傷度を総合的に判断することを目的としたモニタリングシステムを構築することを目的とし，建物で観測される地震時床加速度応答に基づき建物の残存耐震性能の評価に加えて，建物の機能維持に影響度が大きい非構造部材の対象としたモニタリングデータを併用して建物全体の被災度を判断する手法の構築を目指したものである。本年度における研究実績として，システム同定に関しては，観測層位置が限定されている場合の地震時観測データに基づき，Rayleigh型減衰の減衰定数を含めたモデルパラメターを伝達関数のフィッティングにより同定する方法を構築した。本手法では，利用できる建物の床応答が限定され固有モード情報が得られないことから，地震時に建物に生じた最大層間変位の推定にはまだ課題が残るが，同定されたモデルに基づき非観測層の床加速度推定を比較的高精度で行うことが可能であることを明らかにした。一方，非構造部材を対象としたモニタリングに関しては，本研究課題にてこれまでに構築を行った赤外線カメラを用いたモニタリングシステムにより天井裏の設備配管に生じた地震時最大変形や地震後の残留変形の評価の妥当性を静的実験ならびに動的加振実験により検証した。モニタリングの対象とする設備配管は平面的に広がりがあり，1台のカメラで幅広く画像取得を行うため，種々の画像解析手法を構築している。本計測ユニットでは加速度センサーを搭載しており，地震時の建物の揺れを感知した際にあらかじめ決められた計測ルーチンを自動的に開始する機能を有する。本年度での検証実験においても，非構造部材の地震時の挙動の動画データや加振前後における静止画データの収集に成功しており，差分解析や動体解析により，地震時の最大変形や残留変形の推定を行う方法が有効であることを明らかにした。