2015 Fiscal Year Annual Research Report
NON-DESTRUCTIVE TESTING AND EVALUATION OF STRUCTURAL PERFORMANCE FOR AGING STEEL-CONCRETE COMPOSITE STRUCTURES
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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 / 損傷同定 / 構造性能評価 / 安全性評価 / 信頼性解析 |
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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
これまでに動電式加振器を用いた振動試験方法を提示した．提案技術は，構造物の局所的な共振を励起し，共振周波数(剛性)の低下に着目して構造物内部や背面側の損傷を捉えるものである(以下，局所振動試験)．これまでにSRC構造を模したはり供試体を作製し，曲げ載荷試験を行った．段階的な荷重レベルごとに局所振動試験を行ったところ，共振周波数の低下に着目して，曲げひび割れや鋼コンクリート付着損失を検知できる可能性が示唆された．合成構造では鋼コンクリートの一体化を前提とした構造解析もある．これに対して，提案技術は外観変状に表れない構造物内部の鋼コンクリートの付着損失を捉えられることができ，既存技術では難しかった合成構造内部の損傷状態を把握できる．
(2)構造性能評価および安全性評価
既往のRCはり供試体の凍結融解試験の実験データを整理して，せん断耐力算定式を導出した．さらに上記(1)の局所振動試験の測定精度とせん断耐力算定式のばらつきを考慮した信頼性解析を行い，一定荷重を受けるRCはりの劣化レベルと破壊確率の試算結果を示した．
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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
点検技術については，当初予定以上の成果が出ている．この提案技術の有用性が評価され，構造物の管理者から現場試験のフィールド提供を協力頂くことができた．当初想定していた供試体実験のデータに加えて，広範な現場試験データを得ることができたため，研究が予想以上に進展した．
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| Strategy for Future Research Activity |
振動試験方法は概ね完成に近づいている．今後は，振動試験データの評価について，解析方法も含めて重点的に検討する．また，早期実用化に繋げるため，試験機器類の小型軽量化，可搬性・作業性の向上についても引き続き検討する．
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| Causes of Carryover |
平成27年11月，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できなかった．本研究遂行上，合成構造の載荷試験において生じた曲げひび割れに対し，振動試験による損傷同定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 |
補助金繰越承認額は，次年度の供試体作製費と測定機器類の高度化に充てる．
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