Damage detection and safety evaluation for aging concrete structures during large earthquakes
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18H01516
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
内藤 英樹 東北大学, 工学研究科, 准教授 (50361142)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
運上 茂樹 東北大学, 工学研究科, 教授 (60355815)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
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| Keywords | コンクリート構造 / 耐震 / 長寿命化 / 非破壊検査 / 安全性診断 / 非破壊試験 / 安全性評価 / 振動 / 耐震補強 / 振動試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，耐震補強箇所の経年劣化が生じたRC橋脚を対象にして，i)巻立補強箇所の経年劣化診断と耐震性の再評価，およびii)地震後の既設部の内部損傷診断と余震等に対する安全性評価を検討する．今年度は項目ii)を重点的に検討し，以下の研究実績が示された．
(1)供試体実験：模擬空隙を埋め込んだSRCはり供試体を作製し，小型加振器を用いた局所振動試験を行った．その結果，鋼材比に依らず，構造物内部の空隙によって共振周波数が低下することが確認できた．さらに，供試体諸元や空隙パターンを変化させた実験データを整理することにより，共振周波数を指標とした空隙寸法の算定式を導出した．そして，過去の実験供試体のデータを合わせて，共振周波数の実験値と算定値の比較/統計分析を行い，提案式の算定精度を示した．
(2)数値シミュレーション：Finite Difference Time Domain(FDTD)法による波動解析プログラムを作成し，空隙周りの波動伝搬挙動をシミュレーションした．その結果，共振時に，空隙周りに波の回折が生じることによって伝搬距離と時間が増加するし，共振周波数が低下するメカニズムを説明できた．
上記(1)(2)の成果の一部は，国際共著論文として，海外ジャーナルに掲載された．さらに，今年度の成果をベースにした海外ジャーナルの論文1編と，国際会議での発表1件も予定しており，現在，これらの準備を着実に進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では，i)巻立補強箇所の経年劣化診断と耐震性の再評価，およびii)地震後の既設部の内部損傷診断と余震等に対する安全性評価を検討している．このうち，項目ii)については，プログラムの作成がうまくいったため，当初の予定以上の成果を得ることができた．一方，項目i)については，期待していた進捗/成果にはならなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の検討結果を踏まえると，項目i)については，研究の新規性や有用性の観点から検討内容の修正が必要であると感じている．一方，項目ii)については期待以上の成果が得られたため，次年度も引き続き，供試体実験による非破壊試験の開発，数値シミュレーションによるメカニズムの解明，非破壊試験の点検データの活用と構造物の安全性評価の高度化について重点的に取り組む．さらに，次年度からは構造物の安全性評価に人工知能(AI)を取り入れることも検討する．これにより，煩雑な構造計算を必要とせずに，膨大な点検データを参照して，構造物の健全性を効率的に評価できることが期待される．
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Report
(1 results)
Research Products
(9 results)
