損傷に関わる視覚情報に基づいた鋼部材の簡易損傷評価法

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26420569
• Research Institution: Osaka Institute of Technology
• Principal Investigator: 吉敷 祥一 大阪工業大学, 工学部, 講師 (00447525)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 建築構造・材料 / 鋼構造 / 鋼部材 / 損傷評価 / 被災度区分判定

Outline of Annual Research Achievements

鋼部材の構造実験を行い、被災地にて観察される損傷状況を再現するとともに、損傷に関わる情報を数値化する。例えば塗装剥離についてはデジタルカメラによる画像データを用いて塗装が剥離した面積と長さを得ることにより、観察された情報の数値化を行う。また、局部座屈などの形状変化に対しては画像解析を用いた座標抽出などを駆使して、座屈変形の半波長、振幅を得る。一方、構造実験では荷重－変形関係における耐力劣化や累積塑性変形量といった具体的な部材損傷が得られるため、これを数値化した損傷に関わる情報と関係づけることにより、損傷に関わる情報と具体的な部材損傷の関係を得る。
初年度である平成26年度では、局部座屈を伴う角形鋼管柱を対象に構造実験を実施した。実験パラメータには、部材断面、載荷振幅を採用した。部材断面は幅厚比区分をFA、FBとするが、局部座屈が発生しやすいFBの試験体数を多くして実験を行った。実験より局部座屈の振幅(板面外への座屈変形量)が大きくなるにつれて、耐力劣化が進行しており、局部座屈の大きさによって角形鋼管柱の損傷を評価できる可能性が確認できた。また、軸力比、柱断面といった条件は限定されるが、実験式として損傷評価法を提案した。
また、年度後半には、応募年以前から取り組んでいるブレース材を対象とした構造実験も追加で実施した。実験パラメータには、部材断面、材長、載荷振幅を採用した。ブレースの全体座屈に伴って材中央に生じる残留変形は、ブレースが経験した累積塑性変形量を評価するのに適した指標であり、新たに材長の違いが及ぼす影響を把握することができた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画では梁材を対象とする予定であったが、建物の倒壊に直結し、かつ損傷が現れやすい角形鋼管柱に対象を変更した。本年度の成果として、適用条件は限定されるが、対象とする部材の簡易な損傷評価法を構築できた。初年度の研究計画に対して十分な成果が挙げられている。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度は、角形鋼管柱を対象に構築した損傷評価法について、その適用範囲を拡大することを第一の目標とする。また、局部座屈を伴うＨ形断面柱についても同様に損傷評価法を構築することを試みる。