| 研究概要 |
従来は上部構造のみに注目して行われてきた地震被災後の構造ヘルスモニタリング技術を,上部構造と基礎構造を総合的に扱えるように拡張した。対象構造物は多層建築物と大屋根トラス構造とした。
多層建築物ではとくに杭基礎を取り上げ,建物と近傍地盤の振動計測から杭の剛性変化を同定し,杭の損傷度を推定する段階的システム同定手法を開発した。同定モデルには地盤-構造物相互作用を考慮でき,かつ杭と地盤を分離可能なPenzienタイプのモデルを採用した。同定法の有効性は,シリコン材を地盤材料とする小型振動台実験と実建物の常時微動測定により確認した。このような杭損傷の大まかな情報が得られたことを前提に,どの杭が,どの深さで,どの程度の損傷を受けたのかをより詳細に調べるために,振動計測と波動計測を併用した掘削前・掘削後二段階損傷検出法の開発を目標とする基礎的な室内実験を行った。掘削前は加振機試験とアコースティックエミッション試験の組み合わせ,掘削後はインパクトハンマ試験と超音波試験の組み合わせにより,杭の総合的地震損傷検出法が構築できることを提案した。
大屋根トラス構造では多点支持形式を対象に,まず上部構造の損傷か基礎構造の損傷かを判別した後,上部構造であれば損傷領域を探索し,その後,損傷部材と損傷接合部の位置と損傷度を推定し,基礎構造であればどの支持部がどの程度損傷したのかを推定する絞込み手法を開発した。また,この手法の妥当性を検証するために小型振動実験を行った。損傷領域の探索は損傷前後での接合部の運動エネルギー変化を指標としたが,この際3次元加速度センサを用いて3次元モード情報を使うことにより精度が向上することを確認した。また,損傷領域の中で損傷部材あるいは損傷接合部を探索する際,特定された損傷領域の外周部をテンション材で固めることにより損傷検出の精度が向上することを確認した。
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