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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Validation and identification on retrofit method of real building with oil damper together with isolator and its new proposal

Research Project

Project/Area Number 18K04438
Research InstitutionTohoku Institute of Technology

Principal Investigator

薛 松濤  東北工業大学, 建築学部, 教授 (70236107)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 畑中 友  米子工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (30805239)
ソウ ビョウ  東北工業大学, 建築学部, 准教授 (60825496)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Keywords構造ヘルスモニタリング / 画像解析 / アルゴリズム / 振動台実験 / 実装
Outline of Annual Research Achievements

1、本研究内容の一部の構造ヘルスモニタリングシステム(以下SHMと略す)のデータ蓄積に関しては、2022年3月16日起きた大地震に対してシステムは2回目(前回は2021年2月13日)のイエロー警告を出し、「構造物に被害の可能性がある」と貴重なデータを再度蓄積できた。構造物の主要な構造部材に問題がないが、このデータを下記の4解析に貴重なデータとなっている。
2、SHMの新しい手法として画像解析による変位測定システムを開発のための画像解析アルゴリズムを作成した。地震時に撮影するカメラも同時に揺れるのでその揺れを取り除くことが重要である。そして数多く振動台実験を行いアルゴリズムを修正しながらその有効性を確かめた。2‐1、一般的構造でも中間層免震構造でも、画像解析できた。解析結果を同時に設置してあるレーザー変位測定とほぼ一致であることが分かった。2‐2、地震でカメラが回転が起きても撮影した画像で構造変位を特定できるようになった。2‐3、実装時に悪天候を想定して降雨装置を用いて実験を実施したが、その雨の影響が殆どなかったことが分かった。しかし、振動台を濡らさないように降雨は振動台とカメラの間の一部であったため、実際と多少異なることがある。
3、実装に関して次の成果が得られた。3‐1、実装の対象構造物は東北工業大学の10号館と選定し、基準点を選定して設置した。3‐2、高性能カメラ及びノートPCを起動させるためのトリガーを振り子とWEBカメラを用いて開発し現在設置完了である。3‐3、システムの設置完了し、地震に待機状態である。
4、FEMを用いて対象構造物の詳細解析モデルを作成し、14の地震の加速度応答を解析し、実測加速度と差が少ないことが分り現在誤差評価法について検討中である。
上記の成果を2023年9月の日本建築学会大会に6編の論文を投稿し発表する予定である。

  • Research Products

    (20 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (15 results) (of which Int'l Joint Research: 14 results,  Peer Reviewed: 15 results) Presentation (4 results)

  • [Int'l Joint Research] 同済大学/広州大学/東南大学(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      同済大学/広州大学/東南大学
    • # of Other Institutions
      1
  • [Journal Article] Multi-modal seismic control design for multi-storey buildings using cross-layer installed cable-bracing inerter systems: Part 1 theoretical treatment2023

    • Author(s)
      Kang Jianfei、Xue Songtao、Xie Liyu、Tang Hesheng、Zhang Ruifu
    • Journal Title

      Soil Dynamics and Earthquake Engineering

      Volume: 164 Pages: 107639~107639

    • DOI

      10.1016/j.soildyn.2022.107639

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Forced vibration of a novel beam model considering the shear deformation induced rotary inertia2023

    • Author(s)
      Wan Chunfeng、Hou Jiale、Xue Songtao、Zhang Guangcai、Xie Liyu、Huang Guangxing
    • Journal Title

      Structures

      Volume: 47 Pages: 2541~2556

    • DOI

      10.1016/j.istruc.2022.12.046

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Identification of a monitoring nonlinear oil damper using particle filtering approach2023

    • Author(s)
      Tong Yunjia、Xie Liyu、Xue Songtao、Tang Hesheng
    • Journal Title

      Mechanical Systems and Signal Processing

      Volume: 189 Pages: 110020~110020

    • DOI

      10.1016/j.ymssp.2022.110020

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A Passive Wireless Acceleration Sensing System Based on Patch Antenna and FMCW Radar2023

    • Author(s)
      Yi Zhuoran、Xie Liyu、Xue Songtao、Wan Guochun
    • Journal Title

      IEEE Internet of Things Journal

      Volume: 1 Pages: 1~1

    • DOI

      10.1109/JIOT.2023.3240027

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Damping evaluation of an eight-story steel building with nonlinear oil damper under strong earthquakes2023

    • Author(s)
      Tong Yunjia、Xue Songtao、Xie Liyu、Tang Hesheng
    • Journal Title

      Journal of Building Engineering

      Volume: 67 Pages: 106004~106004

    • DOI

      10.1016/j.jobe.2023.106004

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Deep learning and data augmentation based data imputation for structural health monitoring system in multi-sensor damaged state2022

    • Author(s)
      Hou Jiale、Jiang Huachen、Wan Chunfeng、Yi Letian、Gao Shuai、Ding Youliang、Xue Songtao
    • Journal Title

      Measurement

      Volume: 196 Pages: 111206~111206

    • DOI

      10.1016/j.measurement.2022.111206

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A novel crank inerter with simple realization: Constitutive model, experimental investigation and effectiveness assessment2022

    • Author(s)
      Zhang Li、Xue Songtao、Zhang Ruifu、Hao Linfei、Pan Chao、Xie Liyu
    • Journal Title

      Engineering Structures

      Volume: 262 Pages: 114308~114308

    • DOI

      10.1016/j.engstruct.2022.114308

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Capacitively-coupled dual ring antennas for bolt loosening detection2022

    • Author(s)
      Jiang Kang、Xie Liyu、Xue Songtao、Wan Guochun
    • Journal Title

      Measurement

      Volume: 200 Pages: 111605~111605

    • DOI

      10.1016/j.measurement.2022.111605

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Analytical solutions of inerter-added sliding isolation structures to ground motions2022

    • Author(s)
      Xue Songtao、Zhang Li、Xie Liyu、Zhang Ruifu、Kang Jianfei
    • Journal Title

      International Journal of Mechanical Sciences

      Volume: 231 Pages: 107568~107568

    • DOI

      10.1016/j.ijmecsci.2022.107568

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] An off-center fed patch antenna with overlapping sub-patch for simultaneous crack and temperature sensing2022

    • Author(s)
      Li Xianzhi、Xue Songtao、Xie Liyu、Wan Guochun、Wan Chunfeng
    • Journal Title

      Smart Materials and Structures

      Volume: 31 Pages: 095036~095036

    • DOI

      10.1088/1361-665X/ac80e0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Output-only structural damage identification using hybrid Jaya and differential evolution algorithm with reference-free correlation functions2022

    • Author(s)
      Zhang Guangcai、Wan Chunfeng、Xiong Xiaobing、Xie Liyu、Noori Mohammad、Xue Songtao
    • Journal Title

      Measurement

      Volume: 199 Pages: 111591~111591

    • DOI

      10.1016/j.measurement.2022.111591

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A Slotted-Patch Antenna Sensor With Higher Sensitivity for Detecting Setting Time of Cement Paste2022

    • Author(s)
      Yi Zhuoran、Xue Songtao、Xie Liyu、Wan Guochun、Wan Chunfeng
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement

      Volume: 71 Pages: 1~13

    • DOI

      10.1109/TIM.2022.3194853

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Crack detection for concrete bridges with imaged based deep learning2022

    • Author(s)
      Wan Chunfeng、Xiong Xiaobing、Wen Bo、Gao Shuai、Fang Da、Yang Caiqian、Xue Songtao
    • Journal Title

      Science Progress

      Volume: 105 Pages: 1~20

    • DOI

      10.1177/00368504221128487

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Missing data imputation framework for bridge structural health monitoring based on slim generative adversarial networks2022

    • Author(s)
      Gao Shuai、Zhao Wenlong、Wan Chunfeng、Jiang Huachen、Ding Youliang、Xue Songtao
    • Journal Title

      Measurement

      Volume: 204 Pages: 112095~112095

    • DOI

      10.1016/j.measurement.2022.112095

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Seismic Performance of Building with Novel Steel Roller Isolation Bearing: Experimental and Numerical Studies2022

    • Author(s)
      Liu Yanhui、Zhang Jiajun、Huang Xiangyun、Xue Songtao
    • Journal Title

      Journal of Earthquake Engineering

      Volume: 1 Pages: 1~26

    • DOI

      10.1080/13632469.2022.2104964

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 映像解析によるヘルスモニタリングシステムの基礎的研究 その1. 加速度を用いた変位算出の差異2022

    • Author(s)
      岩渕明志人・鈴木康太・木藤優弥・佐藤豪大・曹淼・薛松濤
    • Organizer
      日本建築学会2022年大会
  • [Presentation] 映像解析によるヘルスモニタリングシステムの基礎的研究 その2.システム概要とそのアルゴリズム2022

    • Author(s)
      鈴木康太・岩渕明志人・木藤優弥・佐藤豪大・曹淼・薛松濤
    • Organizer
      日本建築学会2022年大会
  • [Presentation] 映像解析によるヘルスモニタリングシステムの基礎的研究 その3.高性能カメラを用いた振動台実験2022

    • Author(s)
      藤優弥・岩渕明志人・鈴木康太・佐藤豪大・曹淼・薛松濤
    • Organizer
      日本建築学会2022年大会
  • [Presentation] 映像解析によるヘルスモニタリングシステムの基礎的研究 その4.Webカメラを用いた小型振動台実験2022

    • Author(s)
      佐藤豪大・岩渕明志人・鈴木康太・木藤優弥・曹淼・薛松濤
    • Organizer
      日本建築学会2022年大会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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