2009 Fiscal Year Annual Research Report
高周波加振に伴う固有振動数の変化を利用した鉄筋コンクリート構造の損傷診断法の開発
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21560609
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| Research Institution | Central Research Institute of Electric Power Industry |
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Principal Investigator |
金澤 健司 Central Research Institute of Electric Power Industry, 地球工学研究所, 主任研究員 (00371435)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永田 聖二 (財)電力中央研究所, 地球工学研究所, 主任研究員 (00432005)
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| Keywords | 建築構造・材料 / モニタリング / 保全技術 / 非破壊検査 / 構造ヘルスモニタリング / 損傷検知 / 鉄筋コンクリート構造 / 高周波振動 |
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| Research Abstract |
本課題の最終目標は,『高周波加振に伴う固有振動数の変化を利用した鉄筋コンクリート(RC)構造物の損傷診断法』の基本原理を実験的に明らかにし,その実用性を示すことにある。初年度である平成21年度は,試験計画(案)に基づいて試験柱と高周波加振器を設計・製造するとともに,製造直後の健全な状態にある試験柱を用いて振動実験を実施した。主な研究成果は以下の通りである。(1)鉄筋比やコンクリート強度をパラメータとしたサイズ100×10×10cmの試験柱と,それを振動台上に固定する鋼製架台およびピエゾ素子による高周波加振器を設計・製作し,試験柱の固定方法や高周波の付与方法を検討した。その結果,試験柱を立てて,片端を振動台に完全固定し,その反対側の自由端に高周波加振器を設置した場合に,試験柱の横振動モードと縦振動モードをともに励起させることに成功した。固有振動数の実測値は,横振動モードで約30Hz(横1次),縦振動モードで707Hz(縦1次)と2111Hz(縦2次)であった。これらの値は材料試験データを用いて予測した理論値と概ね一致したことから,今回の実験条件(試験柱の固定方法や高周波の付与方法)が当初の想定通りに実現できたものと判断できる。(2)高周波加振器によって縦振動モードを励起した状態で,試験柱を横方向に打撃して横振動モードの自由振動を発生させることで,横1次の固有振動数の高周波振動依存性を測定した。その結果,高周波の付与前後で試験柱の横1次の固有振動数に変化はないが,高周波を付与している間には固有振動数が一時的に低下する現象,すなわち固有振動数の高周波振動依存性の発生を確認した。今回は健全な試験柱に対する検討に留まったが,今後は,損傷を与えた試験柱における高周波振動依存性を定量的に把握することで,RC構造物の損傷度診断技術に資する有用た成果が得られると期待できる。
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