2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development and implementation of a real-time seismic evaluation system for disaster prevention facilities
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19H02223
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
齊藤 大樹 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00225715)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 和宏 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40725636)
章 忠 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50254579)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 巨大地震 / 防災拠点建物 / 強震観測 / シミュレーション解析 / 耐震診断 / センシング / ひび割れ検出 / 地震対策支援 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地震時には市役所や消防署などの防災拠点施設が確実に機能することが求められる。しかし、近年の地震において、市役所等が被災して機能不全に陥ったケースがあった。そこで、防災拠点施設にIT強震計を設置し、独自開発のシミュレーション技術と組み合わせることで地震後に建物の健全性を即時に診断できるシステムの開発を目指す。すでに複数の市役所や消防署に実装し、試験的な運用を開始しているが、本研究では、構造被害だけでなく建物の機能や室内の安全性を診断できるようにシステムを拡張する。また、スマートフォン・アプリやVR（仮想現実）技術を活用して、建物管理者等に分かりやすく診断結果を伝達する技術を開発する。さらに、これらの研究成果を実装し、全国の防災拠点施設に使えるように普及・展開を図ることを目的とする。
令和1年度には、蒲郡市役所、豊川市役所、田原市役所の3施設にIT強震計を設置した。蒲郡市役所と田原市役所には、基礎に１か所、最上階に１か所の計２か所にIT強震計を設置し、データ収録装置を１台設置した。豊川市役所では、免震構造の防災センターの免震層および１階、さらに市役所本館の最上階にIT強震計を設置した。シミュレーション技術に関しては、地盤と建物の相互作用ばねを新たに考慮できるように改良を加えた。さらにシミュレーションに用いる建物モデルのパラメータを観測記録から同定する手法として、応答曲面法を用いた手法を開発した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
蒲郡市、田原市および豊川市の協力により、蒲郡市役所、豊川市役所、田原市役所の３つの防災拠点施設へのLAN強震計の設置を行うことができた。これにより、東三河地域のすべての市役所にリアルタイム耐震診断システムが実装されたことになる。また、これまでのシミュレーション技術では、地盤と建物の相互作用を考慮することができなかったが、新たに敷地の地盤構造や杭基礎等を考慮した地盤ばねを建物モデルに組み込むことを可能にしたことで、さらに多様な建物の損傷評価を可能とした。また、観測記録に基づいて、シミュレーション用の建物モデルの構造特性（剛性や減衰など）を最適化する方法として、応答曲面法を用いた方法を開発した。これにより、より精度の高い診断を可能とした。
以上の理由から研究はおおむね計画通りに順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
新たに防災拠点建物にIT 強震計を設置し、地震応答センシングを行う。建物には、基礎に１か所、最上階に１か所の計２か所にIT 強震計を設置し、データ収録装置を１台設置する。また、これまで設置された東三河地域の市庁舎建築物の診断システムを統合し、地域全体の防災力向上や被災時の対応に役立てる方策を検討する。
「IT強震計による建物のリアルタイム耐震診断システムの開発と実装」では、クラウドコンピューティングに対応した観測データの保存と診断を行うシステムを開発する。
「地震観測データを利用した部材レベルの損傷診断技術の高度化」では、実観測記録を用いて、応答曲面法に加えて機械学習を用いたパラメータ最適化手法を開発する。
「建物の機能被害や室内安全の診断方法の開発」では、内外装や設備の被害を全体被害と個別被害に分けて評価し、診断結果に安全性に加えて機能性の診断項目を追加する。さらに、建物管理者らがスマートフォンで撮影した画像をもとに、コンクリートのひび割れや剥落、鉄筋露出等の情報を自動検出し、部材の被災度を自動判定するアプリを開発する。
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