| 研究課題/領域番号 |
20K14814
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分22020:構造工学および地震工学関連
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| 研究機関 | 東京都市大学 |
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研究代表者 |
関屋 英彦 東京都市大学, 建築都市デザイン学部, 准教授 (60743309)
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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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 維持管理 / 疲労損傷 / 鋼橋 / 圧電素子 / MEMS / 圧電素子センサ / MEMSセンサ / 鋼構造 / 維持管理工学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
センサ部に電力を必要としない圧電素子センサと，省電力かつ小型なMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)慣性センサを組み合わせて活用することによって，ランダムな活荷重が作用する実橋梁に適用でき，省電力かつ簡易な疲労損傷検知システムの構築する．
研究実施に際しては，供用中の実橋梁における圧電素子センサを用いたひずみ応答の計測，MEMSセンサ1台のみを用いた変位応答の計測を実施し，圧電素子センサを用いて計測したひずみ応答と，MEMS慣性センサを用いて計測した変位応答に基づく疲労損傷検知システムの開発を行う．
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| 研究成果の概要 |
センサ部に電力を必要としない圧電素子センサを活用した鋼橋における疲労損傷検知システムの構築を目的とし，2020年度～2023年度に研究に取り組んだ。この研究を通じ，MEMSセンサを組み合わせたシステムとすることによって，ランダムな外力が作用する供用中の鋼橋においても圧電素子センサを用いて疲労損傷の発生及び進展を検知できる可能性を示した。さらに，疲労損傷が多く報告されている鋼床版における適用性に関しても検討し，その実用性を示すことができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
鋼道路橋に生じる疲労損傷に対する補修補強を必要最小限とし，限られた維持管理費を有効に活用するためには，できるだけ早く疲労損傷を検知することが重要である。本研究では，センサ部に電源を必要としない圧電素子センサを活用したシステムを構築し，そのシステムによって，ランダムな外力が作用する鋼橋における疲労損傷の検知可能性を示した。この研究成果は，鋼橋の維持管理，特に補修補強に対して貢献する研究成果である。
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