2014 Fiscal Year Research-status Report
層間変位計測を前提とした建築構造物の簡易健全度判定システムの構築
| Project/Area Number |
26420564
|
|---|
| Research Institution | Waseda University |
|---|
Principal Investigator |
西谷 章 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70156074)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 層間変位 / 層間変位センサー / 履歴 / 累積塑性変形倍率 / 健全度 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
地震時の層間変位データは健全度判定に有用な情報を提供するが、実建物に適用可能な非接触型の形式で直接的にこのデータを計測可能なセンサーは以前はなく、研究代表者のグループが近年層間変位センサーを開発してきている。
本研究は、層間変位情報を利用した簡易な健全度判定システムの構築を目指すものであるが、平成26年度は初年度であり、（１）層間変位センサーの小型化を意図したセンサーの作成；（２）累積塑性変形倍率を指標とする健全度推定手法の構築；（３）防災科学技術研究所・兵庫耐震工学研究センター（E-defense）での鉄筋コンクリート造１／３建物モデルの震動台実験に際して、小型化したセンサーを設置したデータ計測、を中心に行った。
開発済みの層間変位センサーは実建物あるいは実大規模の建物実験モデルへの設置を意図したもので、50cmｘ50cm～1mｘ1m程度の震動台用縮小建物モデルへの設置は困難であったが、今後のより簡易な実験を可能とするために、センサーの小型化を図った。
「建物健全度判定システム」の構築にあたっては、層間変位センサーによる計測情報を利用して各層履歴を推定し、この履歴形状から「累積塑性変形倍率」を算出して、定量的に健全度を判定する枠組みの有効性をシミュレーションによって確認した。
E-defenseでの実験に際しては、小型化したセンサーによって、２方向の層間変位データの同時計測を行った。実験時期が平成27年１月であり、また数多くの地震波による実験であったために、他のセンサーによって得られた実験データとの比較検証は完了していないが、おおむね正しく計測が行われている傾向は確認できている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
交付申請書に記載の26年度の実施計画では、層間変位情報から各層履歴を推定して、履歴形状から健全度判定を行うとしていたが、この履歴形状から算出した「累積塑性変形倍率」に基づく定量的な判定の枠組みを構築しているので、より客観的な評価が可能であり、この点に関する達成度は予期した成果を上回っていると言える。
E-defenseで予定されている実験にも参加し、小型化を図ったセンサーによる層間変位計測も実施した。この実験では、従来型の層間変位センサーの計測も同時に行われているので両者の比較検証も可能であるが、実験が27年１月に行われ、またデータ数も多く、比較検証は平成26年度中には完了していない。しかし、おおむね同様な計測結果となっている。検証に関して若干の遅れはあるもののほぼ順調に研究は進んでいる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
層間変位センサーのさらなる小型化を行って、これを簡易な建物模型に設置して小規模震動台実験を行い、層間変位センサー設置位置の曲げ変形の計測結果に及ぼす影響を把握し、より精度のよい層間変位情報取得に向けた補正の必要性の有無を検証する。
過去のE-defense等の実験データを利用して、初年度に構築した健全度判定システムの有効性の検証を行う。この「システム」では、層間変位データ→履歴推定→累積塑性変形倍率というプロセスをたどるが、層履歴の推定にあたっては各層の質量データが正確なほど履歴推定の精度があがり、より正確な累積塑性変形倍率の推定に結びつく。的確な、層質量の推定プロセスも導入して、履歴推定の精度をあげる。
|
| Causes of Carryover |
層間変位センサーの設置するE-defenseの実験が、当初参加を予定していた鉄筋コンクリート造実大建物（平成26年12月予定が延期となった）から平成27年１月の１／３の縮小モデルに変更となった。次年度使用額が生じた理由は、実験モデルの規模が小さくなったことによる。実験モデルは規模は小さくなったが現実の建物の挙動を再現できるように設計されており、２方向の大規模加振データを計測できている。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
層間変位センサーのさらなる小型化は、大学の実験室規模の小さな震動台実験のためには不可欠であり、主に平成27年度の小型化センサーの製作費、簡易建物モデルの製作費として使用する。小型化センサーの作成によって、E-defenseのような大規模実験でない機会にも層間変位計測を実施でき、さまざまな状況を想定したデータ計測が可能となる。
|
Research Products
(1 results)
