2020 Fiscal Year Annual Research Report
Evaluation of structural member performance by dynamic strain measurement of real buildings
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20H02293
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
伊山 潤 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30282495)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 構造ヘルスモニタリング / ひずみ計測 / 実建物 / 加速度計測 / 性能評価 / 被災度判定 / 損傷検知 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、実建物に適用可能なひずみおよび加速度を多点・リアルタイムに計測するシステムを構築し、実建物に展開、その適用性を検証することを目的としている。本年度は（１）計測システムの開発と検証、（２）計測計画の立案、（３）データ分析手法の検討、の３点について検討を行った。
項目（１）においては、加速度センサやひずみセンサを用いたユニットを作成し、これを材料引張試験や他プロジェクトでの実測に適用して他のセンサとの比較を行うことにより、精度の検証を行った。今研究課題で用いている加速度センサやひずみアンプは非常に安価な民生品であり、計測用途に特化した高精度センサと比べると性能的に劣る。ただし、これまで材料引張試験での検証や建物への試験的な設置等を通じ、データの取り扱いの工夫は必要であるが、建築構造物の挙動把握には利用可能であるとの結果を得た。
項目（２）においては、計測を想定する建物をいくつか選定し、計測計画の概要を定めた。センサの設置がより容易となるよう、適用対象建物としては鉄骨骨組が露出している体育館や倉庫への適用を想定する。これらの建物の柱、梁、ブレース、柱脚などについて、損傷を計測するための加速度計およびひずみゲージ配置について検討を行い、おおよその方針を得た。
項目（３）においては、時刻同期がないなど、安価なセンサであることに起因するデータの特徴を考慮したデータ分析手法の検討を行った。今回開発したセンサユニットでは簡易化・低コスト化のために時刻同期を行っていないため、複数のセンサデータを直接加減算することができない。そこで、共振状態にあるとの仮定のもと、周波数分解したのちに共振成分のみの演算をなうことでこの制約を回避した。破断や座屈といった実験データに適用して分析を行った結果、分析結果データはこれらの損傷を反映して変化しており、損傷検出の用途に使用可能であるとの結論を得た。
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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
今年度はコロナ禍にあったが、センサユニットの制作や実験における検証など、活動が大学内でほぼ完結できたため、およそ想定した範囲の研究活動を行うことができた。また、他の多くの実験的プロジェクトに参画させていただき、作成したセンサユニットの検証機会に恵まれた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では実建物への適用を大きな特徴としているが、現在のコロナ禍においては、実際の建物に出向いて調査や設置工事、計測を実施することが極めて困難となっている。このため、計測対象とする建物を大幅に変更し、大学内の建物や研究協力企業の建物等に限定する必要が生じるものと考えている。また、実建物ではなく、実験専用の小規模建物を建設し、それにおける計測計画とすることも想定している。
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Research Products
(4 results)
