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高度モニタリングシステムを活用した建築構造物の損傷制御手法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14550577
研究種目

基盤研究(C)

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

三田 彰  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60327674)

研究分担者 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) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2004年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2003年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2002年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード構造ヘルスモニタリング / 光ファイバセンサ / パターン認識 / システム同定 / サポートベクトルマシン / 損傷制御 / リスク制御 / サポートベクトル / ブラッグ格子 / 損傷インデックス / 性能保証 / 損傷制御構造物 / ピエゾセンサ
研究概要

最新のセンサネットワーク技術および信号処理技術を駆使した高度モニタリングシステムを活用した建築構造システムについて基礎的な研究を実施した.主な研究の概要は次の通り.
1)ブラッグ格子型光ファイバセンサ技術に基づいて,歪および振動をひとつのセンサで同時に計測可能なFBGハイブリッドセンサを提案,試作,検証した.
2)また,こうしたセンサを用いて,振動および歪情報から損傷診断に必要な特徴ベクトルを構築して,自動的に損傷位置および損傷程度を診断する仕組みについて研究した.パターン認識にサポートベクトルマシンを用いた手法を提案した.
3)損傷制御の有力な手法であるアクティブ制振装置など,フィードバック制御機構を内包するシステムを持っ建物を対象として,そうした装置が稼動中に構造物の状態を同定可能な手法の研究を行い,インターサンプリング手法を用いることで,時々刻々の特性変化を捉えることが可能であることを示した.また,実験を行って,その有効性と課題を明らかにした.
4)高度モニタリングシステムの利用を前提として,ダンパを連層配置とせずに,特定の層に設置することで,建物の有効利用に資する制振構造についての研究を行った.より少ないダンパおよび設置層数によって,同等の制振効果を発揮する.
5)モニタリングシステムの設置を念頭において,プレキャスト構造の接合部変形を許容し,主架構の損傷を弾性限度内とすることを目指した新しい損傷制御構造に着目し,その個別要素として接合部の破壊変形モデルを構築し,数値解析的に性能評価の可能性を検証した.

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (18件) 図書 (2件) 文献書誌 (9件)

  • [雑誌論文] Damage Detection of Base-Isolated Buildings Using Multi-Input Multi-Output Subspace Model Identification2005

    • 著者名/発表者名
      Yoshimoto, R.
    • 雑誌名

      Earthquake Engineering & Structural Dynamics 34・3

      ページ: 307-324

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Damage Detection of Base-Isolated Buildings Using Multi-Input Multi-Output Subspace Model Identification2005

    • 著者名/発表者名
      Yoshimoto, R., A.Mita
    • 雑誌名

      Earthquake Engineering & Structural Dynamics Vol.34,No.3

      ページ: 307-324

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 閉ループ制御を有する制振構造物のシステム同定2004

    • 著者名/発表者名
      上林雅子
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 585

      ページ: 77-83

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] サポートベクトルマシンとインパルス加振を用いたアクティブ損傷検知2004

    • 著者名/発表者名
      谷口龍太
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集,第583号,55-59 583

      ページ: 55-59

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Damage Index Sensor for Smart Structures2004

    • 著者名/発表者名
      Mita, A.
    • 雑誌名

      Structural Engineering and Mechanics 17・3-4

      ページ: 331-346

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 直接せん断破壊モデルを用いたプレキャストコンクリート接合部の変形特性評価2004

    • 著者名/発表者名
      大作亮平
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集(北海道) C-2

      ページ: 105-106

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Damage Index Sensor for Smart Structures2004

    • 著者名/発表者名
      Mita, A., S.Takahira
    • 雑誌名

      Structural Engineering and Mechanics Vol.17,No.3-4

      ページ: 331-346

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] サポートベクトルマシンとインパルス加振を用いたアクティブ損傷検知2004

    • 著者名/発表者名
      谷口龍太
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 583

      ページ: 55-59

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantitative Damage Diagnosis of Shear Structures Using Support Vector Machine2003

    • 著者名/発表者名
      Mita, A.
    • 雑誌名

      KSCE Journal of Civil Engineering 7・6

      ページ: 683-689

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 構造性能保証を目的としたワイヤレス損傷インデックスセンサの研究2003

    • 著者名/発表者名
      高比良晋平
    • 雑誌名

      日本建築学会技術報告集 18

      ページ: 41-44

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 構造ヘルスモニタリング用ワイヤレスセンサに関する研究2003

    • 著者名/発表者名
      長井望
    • 雑誌名

      日本地震工学会論文集 3・4

      ページ: 1-13

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] FBGを利用した小型振動センサの研究2003

    • 著者名/発表者名
      風間宏樹
    • 雑誌名

      応用力学論文集 6

      ページ: 993-1000

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 温度補償機能を持つFBG歪センサの研究2003

    • 著者名/発表者名
      早野洋史
    • 雑誌名

      応用力学論文集 6

      ページ: 1001-1008

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantitative Approach for Damage Detection of Reinforced Concrete Structures2003

    • 著者名/発表者名
      Kaneko, Y.
    • 雑誌名

      Int'l Journal of Earthquake Engineering & Engr Vibration 2・1

      ページ: 147-158

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantitative Damage Diagnosis of Shear Structures Using Support Vector Machine2003

    • 著者名/発表者名
      Mita, A., H.Hagiwara
    • 雑誌名

      KSCE Journal of Civil Engineering Vol.7,No.6

      ページ: 683-689

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantitative Approach for Damage Detection of Reinforced Concrete Structures2003

    • 著者名/発表者名
      Kaneko, Y., A.Mita, H.Mihashi
    • 雑誌名

      Int'l Journal of Earthquake Engineering & Engr Vibration(EEEV) Vol.2,No.1,June

      ページ: 147-158

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 波動伝播特性を用いた損傷検知手法に関する基礎的研究2002

    • 著者名/発表者名
      谷口龍太
    • 雑誌名

      応用力学論文集 5

      ページ: 878-880

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] セメント系複合材料を用いたエネルギー吸収部材の開発に関する数値解析的研究2002

    • 著者名/発表者名
      和地正浩
    • 雑誌名

      第56回セメント技術大会

      ページ: 164-165

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] Structural Dynamics for Health Monitoring2003

    • 著者名/発表者名
      Mita, Akira
    • 総ページ数
      128
    • 出版者
      Sankeisha
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] Structural Dynamics for Health Monitoring2003

    • 著者名/発表者名
      Mita, A.
    • 出版者
      Sankeisha
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mita, A.: "Quantitative Damage Diagnosis of Shear Structures Using Support Vector Machine"KSCE Journal of Civil Engineering. 7・6. 683-689 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 高比良晋平: "構造性能保証を目的としたワイヤレス損傷インデックスセンサの研究"日本建築学会技術報告集. 18. 41-44 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 長井望: "構造ヘルスモニタリング用ワイヤレスセンサに関する研究"日本地震工学会論文集. 3・4. 1-13 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 風間宏樹: "FBGを利用した小型振動センサの研究"応用力学論文集. 6. 993-1000 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 早野洋史: "温度補償機能を持つFBG歪センサの研究"応用力学論文集. 6. 1001-1008 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kaneko, Y.: "Quantitative Approach for Damage Detection of Reinforced Concrete Structures"Int'l Journal of Earthquake Engineering & Engr Vibration. 2・1. 147-158 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Mita, Akira: "Structural Dynamics for Health Monitoring"Sankeisha. 128 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 谷口龍太: "波動伝播特性を用いた損傷検知手法に関する基礎的研究"応用力学論文集. 5. 873-880 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 和地正浩: "セメント系複合材料を用いたエネルギー吸収部材の開発に関する数値解析的研究"第56回セメント技術大会. 164-165 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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