| 研究課題/領域番号 |
20H00290
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分25:社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 秋田県立大学 |
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研究代表者 |
下井 信浩 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (10300542)
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| 研究分担者 |
菅野 秀人 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (20336449)
CUADRA CARLOS 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (30302194)
中正 和久 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (40780242)
木村 祥裕 東北大学, 工学研究科, 教授 (60280997)
間所 洋和 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (10373218)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
37,180千円 (直接経費: 28,600千円、間接経費: 8,580千円)
2023年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2022年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2021年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2020年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
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| キーワード | Anchor bolt / Deformed bar / Health monitoring, / Piezoelectric sensor / Steel weld joint / Piezoelectric filme / Infrared thermography / Nondestructive / Spalling prediction / Reinforcement, / Health monitoring / スマートセンシング / 赤外線熱画像 / ゲル樹脂 / 圧電素子 / 健全性モニタリング / ロボット計測 / ピエゾフィルム / 変位計測 / 溶接接合部 / 載荷試験 / ピエゾセンサ / FEM解析 / Anchor bolt, / Deformed bar, / Health monitoring， / Piezoelectric sensor， / Robot / Piezoelectric Sensor / Displasment / 遠隔計測 / インフラ計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
少子高齢化社会の到来で建造物の朽化問題への関心が高まり，トンネルだけでなく道路や橋，上下水道など高度経済成長期に造られた社会インフラの修理・改築が日本の緊急課題である．また，国や自治の財政状況は厳しく，維持・管理コストを極力減らす工夫や少子高齢化に対応した計測技術の開発が求められている．センサ技術やロボット技術を用いたスマートセンシングによるモニタリング技術の速やかな普及が社会貢献に不可欠であると考えた．特に，建築構造物や橋梁等において，溶接接合部やボルト締結部の疲労亀裂・変形等から自律的に危険度判定が可能なワイヤレスセンサの開発は社会的重要課題である．
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| 研究成果の概要 |
鉄骨造建築物の柱脚の接合部に注目し，長期的かつ安価で簡便に構造物の健全性を計測可能にするモニタリングシステムの開発を行なった．接合部の変位やボルト締結部に注目しその健全性をモニタリングするための簡易計測の可能なセンサ開発に注力した．溶接接合では溶接時の熱影響から接合部周辺に硬化と同時に脆性が生じる問題，さらに鋼材強度が増すと延性・靭性が下がり疲労亀裂の発生から，疲労強度が低下するという一般的課題も存在する．研究代表者らが開発した構造物の柱脚における健全性モニタリングシステムは，パッシブ型であるオリジナルのピエゾ複合センサの出力から構造物の変位量予測が可能な様に設計されている．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現状のインフラ構造物の維持管理費は多額であり、管理責任者の国や地方自治体の予算では全ての構造物の安全管理は不可能である. 構造物の健全性計測は国民の生命・財産を守るために抱える共通の重要課題である. 本研究成果は，建設後50年以上経過するインフラ構造物を安全に使用するためのモニタリング技術, その計測システムに使用するセンサ、健全性を可視化可能にする情報処理の研究にある.老朽化した橋梁等を安心・安全に利用し、物流経路を確保するためにも実施効果は非常に大きく,国民の生活基盤の確保に大きく寄与した研究成果である.
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