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センサーを用いた地震後の建物の安全性評価システムの開発とその検証

研究課題

研究課題/領域番号 22KF0087
補助金の研究課題番号 22F21785 (2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2022)
応募区分外国
審査区分 小区分22020:構造工学および地震工学関連
研究機関東京大学

研究代表者

楠 浩一  東京大学, 地震研究所, 教授 (00292748)

研究分担者 YEOW TREVOR  東京大学, 地震研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2023年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2022年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードStructural monitoring / Damage assessment / Collapse mode / Machine learning / Numerical modelling / Earthquake engineering / Residual displacement / Shake-table test / 構造ヘルスモニタリング / 振動台実験 / 構造応答 / 変形モード / 機械学習 / 構造解析
研究開始時の研究の概要

Damage inspection is an intensive process that result in socio-economic losses. To address this, a structural health monitoring system was developed. Refinement is needed to identify building deformation mode. This research addresses this using machine-learning techniques.

研究実績の概要

(1) We performed shake-table tests of steel frame structures exhibiting various collapse modes (e.g., total yield, soft-story). This data was then used to verify the accuracy of numerical models to capture building response and the correct failure mode.
(2) We proposed building response features based on the cumulation of plastic displacement response for use in developing a machine-learning classification model.
(3) We developed a database containing acceleration and displacement response of RC frame buildings considering different number of floors, floor stiffness distribution and collapse modes using numerical simulations. Using this database and experimental results, we verified the importance of the feature proposed in (2). This work was awarded an “Excellent Presentation Award” at the 2022 JAEE Annual Meeting.
(4) Using the input features identified from (2), we trained a collapse mode machine-learning classification model and obtained 95% accuracy. We rained another model using response features which are easier to obtain (i.e., peak floor accelerations), but were only able to obtain 78% accuracy. This shows that using our proposed feature as an input into training the model results in greater accuracy.
(5) We performed analyses of single-degree-of-freedom systems exhibiting Takeda hysteretic behavior. This data was used to derive an expression for estimating residual displacements following seismic events. This expression was found to be more accurate compared to existing equations in the Specifications for Highway Bridges by the Japan Road Association.

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Improving accuracy of estimating building capacity curves from acceleration data using SDOF analysis2024

    • 著者名/発表者名
      Pham Quang‐Vinh、Kusunoki Koichi、Maida Yusuke、Yeow Trevor
    • 雑誌名

      Earthquake Engineering & Structural Dynamics

      巻: 0 号: 9 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1002/eqe.4141

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] エネルギー保存の法則に考慮したTakedaモデルを示す1自由度系の残留変位予測に関する研究2024

    • 著者名/発表者名
      ヤオ トレボージキン、楠 浩一、毎田 悠承、Kim Kyungjin
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 0 ページ: 0-0

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of potential features for classifying seismic deformation mode for buildings without sensors on some floors2023

    • 著者名/発表者名
      YEOW Trevor Zhiqing、楠 浩一
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 45(2) ページ: 193-198

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Seismic ratcheting of eccentric gravity loaded moment-resisting frame buildings2023

    • 著者名/発表者名
      Trevor Z Yeow, Koichi Kusunoki
    • 雑誌名

      Earthquake Engineering and Structural Dynamics

      巻: 52(4) 号: 4 ページ: 865-886

    • DOI

      10.1002/eqe.3790

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interpretation and evaluation of NZ1170.5 2016 provisions for seismic engineering2023

    • 著者名/発表者名
      Khaled Z Saif, Trevor Z Yeow, Chin-Long Lee, Gregory A MacRae
    • 雑誌名

      Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering

      巻: 55(3) 号: 3 ページ: 183-198

    • DOI

      10.5459/bnzsee.55.3.183-198

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Seismic performance characterization of fire sprinkler piping systems through shake table testing2023

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Rashid, Rajesh P Dhakal, Timothy J Sullivan, Trevor Z Yeow
    • 雑誌名

      Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering

      巻: 55(3) 号: 3 ページ: 167-182

    • DOI

      10.5459/bnzsee.55.3.167-182

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 変形モードの分類モデルを構築するための建築物応答データベース作成に関 する研究2023

    • 著者名/発表者名
      ヤオトレボージキン
    • 学会等名
      第16回地震工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Deformation mode-dependent safety limit estimation for buildings without sensors on some floors: research outline2022

    • 著者名/発表者名
      Trevor Yeow, Koichi Kusunoki
    • 学会等名
      17th Annual Meeting of Japan Association for Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Damage evaluation of non-instrumented buildings using data from nearby instrumented buildings2022

    • 著者名/発表者名
      Miki Mori, Yenifer Taipicuri, Trevor Z Yeow, Yusuke Maida, Koichi Kusunoki
    • 学会等名
      17th Annual Meeting of Japan Association for Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Development of a damage evaluation tool for non-instrumented buildings using machine learning2022

    • 著者名/発表者名
      Yenifer Taipicuri, Miki Mori, Koichi Kusunoki, Carlos Zavala, Yusuke Maida, Miguel Diaz, Trevor Z Yeow
    • 学会等名
      17th Annual Meeting of Japan Association for Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Safety evaluation of buildings with pre-existing damage2022

    • 著者名/発表者名
      Daniel Saavedra Maldonado, Koichi Kusunoki, Yusuke Maida, Trevor Z Yeow
    • 学会等名
      17th Annual Meeting of Japan Association for Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Improving the accuracy of peak building response estimated from accelerometer data for steel frames using SDOF analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Quang Vinh Pham, Koichi Kusunoki, Yusuke Maida, Trevor Z Yeow
    • 学会等名
      17th Annual Meeting of Japan Association for Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Building residual capacity evaluation for future seismic events using the capacity spectrum method2022

    • 著者名/発表者名
      Kim Kyungjin, Koichi Kusunoki, Yusuke Maida, Trevor Z Yeow
    • 学会等名
      17th Annual Meeting of Japan Association for Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Use of the Continuous Wavelet Transform to extract predominant mode response2022

    • 著者名/発表者名
      Jihyeon An, Koichi Kusunoki, Yusuke Maida, Trevor Z Yeow
    • 学会等名
      17th Annual Meeting of Japan Association for Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Shake-table test of eccentrically-loaded steel frames2022

    • 著者名/発表者名
      Trevor Z Yeow, Koichi Kusunoki
    • 学会等名
      2022 Architectural Institute of Japan Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Application of self-centering hysteretic device for seismic protection of structure2022

    • 著者名/発表者名
      Naeem Asad, Koichi Kusunoki, Trevor Yeow
    • 学会等名
      2022 Architectural Institute of Japan Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Nonlinear single-degree-of-freedom analysis of a steel frame structure using the capacity curve obtained from recorded floor acceleration response2022

    • 著者名/発表者名
      Quang Vinh Pham, Koichi Kusunoki, Trevor Yeow
    • 学会等名
      2022 Architectural Institute of Japan Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] A probabilistic methodology to estimate the damage of frame structures with initial damage condition2022

    • 著者名/発表者名
      Daniel Saavedra Maldonado, Koichi Kusunoki, Trevor Yeow
    • 学会等名
      2022 Architectural Institute of Japan Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Preliminary study on the seismic design of a multistory frame building with a cantilevered bay2022

    • 著者名/発表者名
      Trevor Z Yeow, Koichi Kusunoki
    • 学会等名
      2022 Japan Concrete Institute Annual Convention
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Correction of displacement response estimates obtained from floor acceleration data using SDOF analysis for building damage assessments2022

    • 著者名/発表者名
      Quang Vinh Pham, Trevor Z Yeow, Koichi Kusunoki
    • 学会等名
      2022 Japan Concrete Institute Annual Convention
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Capacity curve derivation from recorded floor accelerations for seismic building damage evaluation: advancements and avenues for future research2022

    • 著者名/発表者名
      Trevor Z Yeow, Koichi Kusunoki, Haoran Pan
    • 学会等名
      8th World Conference on Structural Control and Monitoring
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-12-25  

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