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建築構造物のスマートシステム化手法に関する基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 13450227
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 建築構造・材料
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

北川 良和  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (10284176)

研究分担者 三田 彰  慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (60327674)
吉田 和夫  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (80101997)
狼 嘉彰  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (50240750)
玉井 宏章  広島工業大学, 建設工学科, 助教授 (80207224)
金子 佳生  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60312617)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
14,800千円 (直接経費: 14,800千円)
2003年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2002年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
2001年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
キーワードスマート部材 / 構造システム化 / スマートセンシング / 損傷診断 / ネットワーク化 / 圧電素子 / 形状記憶合金 / スマートシステム化 / 損傷診断システム / スマート材料 / スマート構造システム / 損傷同定 / 光ファイバー / 鋼繊維補強セメント
研究概要

本研究では、建築構造物をスマートシステム化する上で必要な個々の要素技術について調査研究すると共に、それぞれの最先端の知見を基に最適なシステムとして統合する手法を構築することを目的とする。すなわち、建築構造躯体、制震(振)システム等さまざまな構成要素をトータルシステムとして捕らえ、ネットワーク化することによって、その能力を最大級に発揮させるようにするための計画手法、設計手法について調査研究するものである。
平成15年度は建築構造物のスマートシステム化手法の骨格構築に必要な3つの機能について調査、実験的・解析的研究を行い、スマートシステム化手法の可能性を検証した。
1.スマート材部・構造システム化:
圧電素子、形状記憶合金に関する実験的・解析的研究を基に、建築構造物のスマートシステム化、具体的には、(1)圧電ダンパーシステムの機能、(2)部材・骨組の自己修復機能としてその有用性を示した。
2.スマート部材:
現時点で提案されている各種損傷制御型構造物を対象に、スマート部材の適用可能性、センシングシステムとしての調和性などについて検証した。具体的には、圧電ダンパーの強風時における居住性の向上、及び建築構造物への自己修復機能の適用可能性、ハイブリッド型繊維補強セメント系複合材料のエネルギー吸収能力について解析的に検討し、その有用性、及びシステムとしての調和性を示した
3.スマートセンシングシステム及びネットワーク化:
耐震安全性の観点から、建築構造物の損傷指標を検出するセンシンク・ネットワークシステムについて検証した。具体的には、衛星通信システムの姿勢運動制御の信頼性、最適化手法、建築構造物へのセンシングシステムによる損傷・劣化に診断システムと損傷同定としての各種要素技術の適用性、情報のネットワーク化手法等を示した。
4・スマートシステム化手法の構築:
センサー、アクチュエータ、プロセンサー機能を有する部材、システムに人工生命体機能を付与することによって、トータルシステムとして各種外乱に適応するスマートシステム化手法の可能性について、実験的・解析的に検討し、その可能性を示した。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] Y.Kitagawa, M.Takeshita, H.Tamai, K.Miura: "Characteristic of piezoelectric Damper in Smart Structural System"proc.of SPIE. vol.5057. 197-206 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 和田直晃, 土本耕司, 北川良和: "建築構造物の損傷・劣化監視システムに関する基礎的研究(その2) ニューラルネットワーク・ねじれ振動を用いた損傷同定"日本建築学会構造工学論文集. vol.50B. 667-672 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigemune.Taniwaki, Yoshiaki.Ohkami: "Spacecraft Attitude Rate Determination from Star Trackers based on Spatial"Velocimeter Trans.Japan Soc.Aero.Space Soci.. Vol.46, No.152. 74-80 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大槻真嗣, 牛島由美子, 吉田和夫: "構造的および非構造的不確かさを考慮した非定常ロバスト制御"日本機械学会論文集C編. No.69-686. 2564-2571 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hagiwara H, A.Mita: "Local Damage Assessment of a Building Using Support Vector Machine"Earthquake Resistant Engineering Structures. IV. 235-244 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 和地正浩, 金子佳生, 三橋博三: "ハイブリッド型繊維補強セメント系複合材料を用いたエネルギー吸収部材の数値解析的評価"日本建築学会東北支部研究報告集. 構造系,第66号. 153-156 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kitagawa, M.Takeshita, H.Tamai, K.Miura: "Characteristic of piezoelectric Damper in Smart Structural System"Proc. of SPIE. 5057. 197-206 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Sakai, Y.Kitagawa, T.Fukuta, M.Iiba: "Experimental study on enhancement of sell-restoration of concrete beams using SMA wire"Proc. of SPIE. 5057. 178-186 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tsuchimoto, T.Ikeshita, Y.Kitagawa: "Diagnostic system for structural damage and degradation-Damage identification based on a made parameter and wave propagation"Proc. of SPIE. 5057. 340-350 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigemune Taniwaki, Yoshiaki Ohkami: "Experimental and Numerical Analysis of Reaction Wheel Disturbances"JSME International Journal, Series C. 146 No.2. 519-526 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masatsugu Otsuki, Kazuo Yoshida, Shigeo Nakagaki, Toshiaki Nakagawa, Shigeru Fujimoto, Hiroyuki Kimura: "Experimental Examination of Nonstationary Robust Vibration Control for Elevator Rope Changing Its Length"Proceedings of the 7th International Conference on Mechatronics Technology. 627-632 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masatsugu Otsuki, Kazuo Yoshida: "Robust Vibration Control for Moving Wires"Proc. of 5th International Symposium on Cable Dynamics. IV. 179-190 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Tamai, K.Miura, Y.Kitagawa, T.Fukuta: "Application of SMA rod to exposed-type column base in smart structural system"SPIE's 10<th> Annual International symposium on smart structures and materials, Sandiego, C.A., USA,. CDROM. 5057-21 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hagiwara.H., A.Mita: "Local Damage Assessment of a Building Using Support Vector Machine"Earthquake Resistant Engineering Structures. IV. 235-244 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigemune Taniwaki, Yoshiaki Ohkami: "Spacecraft Attitude Rate Determination from Star Trackers based on Spatial"Velocimeter Trans. Japan Soc. Aero. Space Soci.,. 46 No.152. 74-80 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kitagawa, M.Takeshita, H.Tamai, K.Miura: "Characteristic of piezoelectric Damper in Smart Structural System"proc.of SPIE. vol.5057. 197-206 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 土本耕司, 和田直晃, 北川良和: "建築構造物の損傷・劣化監視システムに関する基礎的研究(その2)ニューラルネットワーク・ねじれ振動を用いた損傷同定"日本建築学会構造工学論文集. vol.50B(印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Shigemune.Taniwaki, Yoshiaki.Ohkami: "Spacecraft Attitude Rate Determination from Star Trackers based on Spatial"Velocimeter Trans.Japan Soc.Aero.Space Soci.. Vol.46, No.152. 74-80 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 大槻真嗣, 牛島由美子, 吉田和夫: "構造的および非構造的不確かさを考慮した非定常ロバスト制御"日本機械学会論文集C編. No.69-686. 2564-2571 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hagiwara.H., A.Mita: "Local Damage Assessment of a Building Using Support Vector Machine"Earthquake Resistant Engineering Structures IV. 235-244 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 和地正浩, 金子佳生, 三橋博三: "ハイブリッド型繊維補強セメント系複合材料を用いたエネルギー吸収部材の数値解析的評価"日本建築学会東北支部研究報告集. 構造系,第66号. 153-156 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 竹下昌樹, 玉井宏章, 北川良和, 三浦賢治: "圧電ダンパーの基本特性と建築構造物への適用に関する基礎的研究"日本建築学会構造系論文集. 564. 47-54 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 池下俊之, 土本耕司, 北川良和: "建築構造物の損傷・劣化監視システムに関する基礎的研究"日本建築学会構造工学論文集. 49B(印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 平社信人, 松永三郎, 狼嘉彰: "車載用衛星通信システムのアンテナポインティング制御実験"日本機械学会論文集. 68(667)C. 833-840 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 三東儀洋, 鈴木隆典, 吉田和夫: "外乱包含双線形最適切り換え面を用いたスライデングセミアクティブ免震"日本機会学会論文集. 68(674)C. 2851-2858 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshimoto, R, A.Mita: "Structureal Health Monitoring System for Seismic Isolated Strucuture using Subspace Identification and Substrucuture Approach"Proc. of 6th Int. Conf. on Motion and Vibration Control. 1191-1196 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 金子佳生, 三田彰, 三橋博三, 金指成昭: "鉄筋コンクリート造架構の層剛性と柱脚回転角を利用した損傷評価"日本建築学会構造系論文集. 562. 91-98 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 北川良和, 中村充: "地震観測記録と建物の損傷同定"理論応用力学講演会講演論文集. 51. 37-40 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 竹下昌樹, 玉井宏章, 北川良和 他: "圧電ダンパーの減衰性向上に関する研究"構造工学論文集. 48B(掲載予定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 金子佳生, 三橋博三, 桐越一紀 他: "鋼繊維補強セメント系複合材料の新分野への応用"日本建築学会技術報告集. 14. 119-122 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Taniwaki, S.Matunaga, S.Tsurumi, Y.Ohkami: "Coordinated Control of a Satellite -mounted Manipulator Consideration of Payload Flexibility"Control Engineering Practice. 9. 207-215 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 吉田和夫, 藤尾忠洋: "双線形最適制御理論とセミアクティブ免震制御への応用"日本機械学会論文集. 67-656. 96-102 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 高比良晋平, 三田彰: "構造ヘルスモニタリングのための損傷インデックスセンサに関する研究"自動制御連合講演会前刷. 44. 232-233 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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