局所損傷センシング技術に基づく被災建物の構造インテグリティ評価

• 研究課題/領域番号: 26820230
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 建築構造・材料
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 倉田 真宏 京都大学, 防災研究所, 准教授 (70624592)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 損傷評価 / 地震被災 / 鋼構造 / 構造ヘルスモニタリング / 耐震工学 / 梁破断 / 地震工学 / 高密度実装 / ニアリアルタイムマネージメント

研究成果の概要

建物の局所損傷の評価に基づいて，従来の建物全体の振動特性の変化による損傷推定と一線を画した精度の高い健全性判定システムの構築に取り組んだ．その開発環境として，地震による局所損傷の進行および微小振動に励起される固有振動，を同時に再現する実験装置を考案した．鋼骨組の梁端部の破断量を定量的に評価する損傷指標を定式化し、それに基づいて建物の数値モデルに損傷を反映するモデル更新手法を確立した。損傷を反映した建物モデルの数値解析を実施し，損傷による建物全体の耐力の低下度を精度良く推定できることを実証した．本研究の成果により，極大地震後の建物継続利用判定の精度と分解能の向上が期待される．

研究成果

• [国際共同研究] ミシガン大学/スタンフォード大学(米国)
• [雑誌論文] Simplified Derivation of a Damage Curve for Seismically Induced Beam Fractures in Steel Moment-Resisting Frames (2016)
  • 著者名/発表者名: Li, X., Kurata, M., Nakashima, M.
  • 雑誌名: Journal of Structural Engineering 巻: 04016019 号: 6
  • DOI: 10.1061/(asce)st.1943-541x.0001473
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 微振動下の内力分布推定に基づいた鋼構造柱梁接合部の健全性評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 倉田真宏，鈴木明子，峰岸楓，中島正愛
  • 雑誌名: 日本建築学会構造系論文集 巻: 713 号: 713 ページ: 1045-1053
  • DOI: 10.3130/aijs.80.1045
  • NAID: 130005093777
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evaluating damage extent of fractured beams in steel moment-resisting frames using dynamic strain responses (2015)
  • 著者名/発表者名: Li, X., Kurata, M., Nakashima, M
  • 雑誌名: Earthquake Engineering and Structural Dynamics 巻: 44 号: 4 ページ: 563-581
  • DOI: 10.1002/eqe.2536
  • NAID: 120007149016
  • 査読あり
• [雑誌論文] 局所損傷同定とモデル更新に基づく鋼構造骨組の残存耐震性能評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西野博道，鈴木明子，李小華，倉田真宏
  • 雑誌名: 鋼構造年次論文報告集 巻: 23
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Quantification of seismic damage in steel beam-column connection using PVDF strain sensors and model-updating technique (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A., Kurata, M., Li, X., Minegishi, K., Tang, Z., Burton, A.
  • 雑誌名: Proc. SPIE 9435, Sensors and Smart Structures Technologies for Civil, Mechanical, and Aerospace Systems 巻: 9435 ページ: 94352-94352
  • DOI: 10.1117/12.2085300
  • NAID: 120007148999
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] A damage curve to quantify seismically induced beam fracture in steel buildings (2015)
  • 著者名/発表者名: Li, X., Kurata, M., Nakashima, M.
  • 学会等名: Summary of AIJ Annual Meeting (Kanto)
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2015-09-04
• [学会発表] 鋼構造骨組の残存耐震性能評価手法の実験的検証 その１ 振動台実験 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西野博道，鈴木明子，倉田真宏，峰岸楓
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演梗概集（関東）
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2015-09-04
• [学会発表] 鋼構造骨組の残存耐震性能評価手法の実験的検証 その２ 局所損傷同定とモデル更新 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木明子，西野博道，倉田真宏，峰岸楓
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演梗概集（関東）
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2015-09-04
• [学会発表] Damage quantification of beam seismic fracture in steel buildings (2015)
  • 著者名/発表者名: Li, X., Kurata, M., Nakashima, M.
  • 学会等名: Summary of AIJ Kinki Branch Meeting
  • 発表場所: 大阪科学技術専門学校
  • 年月日: 2015-06-27
• [学会発表] 局所損傷同定とモデル更新による被災鋼構造骨組の残存耐震性能評価 その１ 振動台実験 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西野博道，鈴木明子，倉田真宏，峰岸楓，李小華，Bai, Y.
  • 学会等名: 日本建築学会近畿支部研究報告集
  • 発表場所: 大阪科学技術専門学校
  • 年月日: 2015-06-27
• [学会発表] 局所損傷同定とモデル更新による被災鋼構造骨組の残存耐震性能評価 その２ 残存耐震性能の評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木明子，西野博道，倉田真宏，峰岸楓，李小華，Bai, Y.
  • 学会等名: 日本建築学会近畿支部研究報告集
  • 発表場所: 大阪科学技術専門学校
  • 年月日: 2015-06-27
• [学会発表] Residual performance assessment of steel frames through ambient strain-based model update: application to collapse test of steel frame using shake table (2015)
  • 著者名/発表者名: Kurata, M., Suzuki, A., Li, X., Nishino, H., Minegishi, K.
  • 学会等名: Proceedings of Engineering Mechanics Institute Conference
  • 発表場所: Stanford University
  • 年月日: 2015-06-16
  • 国際学会