2014 Fiscal Year Annual Research Report
鋼コンクリート合成構造における目視困難箇所の点検技術の開発と構造性能評価への応用
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25709038
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
内藤 英樹 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50361142)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 構造工学 / 複合構造 / 振動試験 / 非破壊試験 / 構造性能評価 / 健全性評価 / 安全性評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，鋼コンクリート合成構造を対象として，地震や経年劣化によって生じる構造物内部の損傷を非破壊試験によって早期に発見し，この点検データを基にして構造性能や安全性を再評価する手法を提案するものである．本研究は大きく分けて，(1)合成構造における目視困難箇所の点検技術の開発と，(2)劣化・損傷を考慮したFEMによる合成構造の構造性能評価法および安全性評価法を検討する．以下にそれぞれの研究実績の概要を示す．
(1)点検技術の開発
これまでに加振器を用いた振動試験方法を提示した．提案手法は，構造物の局所的な共振を励起し，共振周波数の低下に着目して構造物内部の劣化・損傷を捉えるものである．これまでにSRC構造やCFT構造，ポータルラーメン構造の供試体を作製し，載荷試験によって導入したひび割れの損傷同定を試みた．その結果，SRC構造やポータルラーメン構造に対して提案手法の適用性を確認することができた．既存技術では難しかった合成構造内部の点検・調査が可能になるなど，研究成果を示すことができた．一方，CFT構造については早期に鋼管と充填コンクリートの付着損失が生じるため，この方法では充填コンクリートの損傷同定を行うことは困難であった．
(2)構造性能評価
材料劣化が生じたRC部材のせん断耐力算定式を提示し，実験データに対する算定式の精度を明らかにした．また，上記(1)の点検技術についても現場試験データを統計処理して測定精度を明らかにした．これらの点検と評価のばらつきを考慮して，構造物の破壊確率算定フローを示した．そして，凍害を受けたRC構造物を仮定して，損傷レベルと破壊確率の関係について試算例を示した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
計画段階では提案する振動試験法の基礎特性や本質を十分に理解していなかったため，予想通りの結果にならなかったものや，あるいは見通し以上の成果も得られた．この予想外の研究成果の幾つかは，既存技術によって達成できない新たな知を創造していることから，本研究の進捗は当初の計画以上に進展していると評価した．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの実験データの整理と数値解析による検討を行うことによって，損傷同定に関する理論の強化を図る．また，広範な構造諸元や損傷状態に対して非破壊試験と構造性能評価の適用性・汎用性を高めるために，今後も実験による基礎データの収集と分析を行う．
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| Causes of Carryover |
合成構造の載荷試験を行ったところ，当初の想定に反し，ラーメンの両柱基部で破壊せず，振動試験による損傷同定が十分に検討できなかった．本研究遂行上，合成構造の載荷試験による損傷同定の詳細な検討が必要不可欠であることから，合成構造の載荷試験データの再評価と，合成構造の載荷試験と振動試験の追加実施，FEM解析による詳細検討を行う必要が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は，供試体作製費と実験の実施に充てることとする．
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