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2022 年度 実績報告書

実構造物による免制震装置の補修方法の有効性検証、新たな提案及び同定手法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04438
研究機関東北工業大学

研究代表者

薛 松濤  東北工業大学, 建築学部, 教授 (70236107)

研究分担者 畑中 友  米子工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (30805239)
ソウ ビョウ  東北工業大学, 建築学部, 准教授 (60825496)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワード構造ヘルスモニタリング / 画像解析 / アルゴリズム / 振動台実験 / 実装
研究実績の概要

1、本研究内容の一部の構造ヘルスモニタリングシステム(以下SHMと略す)のデータ蓄積に関しては、2022年3月16日起きた大地震に対してシステムは2回目(前回は2021年2月13日)のイエロー警告を出し、「構造物に被害の可能性がある」と貴重なデータを再度蓄積できた。構造物の主要な構造部材に問題がないが、このデータを下記の4解析に貴重なデータとなっている。
2、SHMの新しい手法として画像解析による変位測定システムを開発のための画像解析アルゴリズムを作成した。地震時に撮影するカメラも同時に揺れるのでその揺れを取り除くことが重要である。そして数多く振動台実験を行いアルゴリズムを修正しながらその有効性を確かめた。2‐1、一般的構造でも中間層免震構造でも、画像解析できた。解析結果を同時に設置してあるレーザー変位測定とほぼ一致であることが分かった。2‐2、地震でカメラが回転が起きても撮影した画像で構造変位を特定できるようになった。2‐3、実装時に悪天候を想定して降雨装置を用いて実験を実施したが、その雨の影響が殆どなかったことが分かった。しかし、振動台を濡らさないように降雨は振動台とカメラの間の一部であったため、実際と多少異なることがある。
3、実装に関して次の成果が得られた。3‐1、実装の対象構造物は東北工業大学の10号館と選定し、基準点を選定して設置した。3‐2、高性能カメラ及びノートPCを起動させるためのトリガーを振り子とWEBカメラを用いて開発し現在設置完了である。3‐3、システムの設置完了し、地震に待機状態である。
4、FEMを用いて対象構造物の詳細解析モデルを作成し、14の地震の加速度応答を解析し、実測加速度と差が少ないことが分り現在誤差評価法について検討中である。
上記の成果を2023年9月の日本建築学会大会に6編の論文を投稿し発表する予定である。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 14件、 査読あり 15件) 学会発表 (4件)

  • [国際共同研究] 同済大学/広州大学/東南大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      同済大学/広州大学/東南大学
    • 他の機関数
      1
  • [雑誌論文] Multi-modal seismic control design for multi-storey buildings using cross-layer installed cable-bracing inerter systems: Part 1 theoretical treatment2023

    • 著者名/発表者名
      Kang Jianfei、Xue Songtao、Xie Liyu、Tang Hesheng、Zhang Ruifu
    • 雑誌名

      Soil Dynamics and Earthquake Engineering

      巻: 164 ページ: 107639~107639

    • DOI

      10.1016/j.soildyn.2022.107639

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Forced vibration of a novel beam model considering the shear deformation induced rotary inertia2023

    • 著者名/発表者名
      Wan Chunfeng、Hou Jiale、Xue Songtao、Zhang Guangcai、Xie Liyu、Huang Guangxing
    • 雑誌名

      Structures

      巻: 47 ページ: 2541~2556

    • DOI

      10.1016/j.istruc.2022.12.046

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of a monitoring nonlinear oil damper using particle filtering approach2023

    • 著者名/発表者名
      Tong Yunjia、Xie Liyu、Xue Songtao、Tang Hesheng
    • 雑誌名

      Mechanical Systems and Signal Processing

      巻: 189 ページ: 110020~110020

    • DOI

      10.1016/j.ymssp.2022.110020

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Passive Wireless Acceleration Sensing System Based on Patch Antenna and FMCW Radar2023

    • 著者名/発表者名
      Yi Zhuoran、Xie Liyu、Xue Songtao、Wan Guochun
    • 雑誌名

      IEEE Internet of Things Journal

      巻: 1 ページ: 1~1

    • DOI

      10.1109/JIOT.2023.3240027

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Damping evaluation of an eight-story steel building with nonlinear oil damper under strong earthquakes2023

    • 著者名/発表者名
      Tong Yunjia、Xue Songtao、Xie Liyu、Tang Hesheng
    • 雑誌名

      Journal of Building Engineering

      巻: 67 ページ: 106004~106004

    • DOI

      10.1016/j.jobe.2023.106004

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Deep learning and data augmentation based data imputation for structural health monitoring system in multi-sensor damaged state2022

    • 著者名/発表者名
      Hou Jiale、Jiang Huachen、Wan Chunfeng、Yi Letian、Gao Shuai、Ding Youliang、Xue Songtao
    • 雑誌名

      Measurement

      巻: 196 ページ: 111206~111206

    • DOI

      10.1016/j.measurement.2022.111206

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A novel crank inerter with simple realization: Constitutive model, experimental investigation and effectiveness assessment2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Li、Xue Songtao、Zhang Ruifu、Hao Linfei、Pan Chao、Xie Liyu
    • 雑誌名

      Engineering Structures

      巻: 262 ページ: 114308~114308

    • DOI

      10.1016/j.engstruct.2022.114308

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Capacitively-coupled dual ring antennas for bolt loosening detection2022

    • 著者名/発表者名
      Jiang Kang、Xie Liyu、Xue Songtao、Wan Guochun
    • 雑誌名

      Measurement

      巻: 200 ページ: 111605~111605

    • DOI

      10.1016/j.measurement.2022.111605

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Analytical solutions of inerter-added sliding isolation structures to ground motions2022

    • 著者名/発表者名
      Xue Songtao、Zhang Li、Xie Liyu、Zhang Ruifu、Kang Jianfei
    • 雑誌名

      International Journal of Mechanical Sciences

      巻: 231 ページ: 107568~107568

    • DOI

      10.1016/j.ijmecsci.2022.107568

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An off-center fed patch antenna with overlapping sub-patch for simultaneous crack and temperature sensing2022

    • 著者名/発表者名
      Li Xianzhi、Xue Songtao、Xie Liyu、Wan Guochun、Wan Chunfeng
    • 雑誌名

      Smart Materials and Structures

      巻: 31 ページ: 095036~095036

    • DOI

      10.1088/1361-665X/ac80e0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Output-only structural damage identification using hybrid Jaya and differential evolution algorithm with reference-free correlation functions2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Guangcai、Wan Chunfeng、Xiong Xiaobing、Xie Liyu、Noori Mohammad、Xue Songtao
    • 雑誌名

      Measurement

      巻: 199 ページ: 111591~111591

    • DOI

      10.1016/j.measurement.2022.111591

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Slotted-Patch Antenna Sensor With Higher Sensitivity for Detecting Setting Time of Cement Paste2022

    • 著者名/発表者名
      Yi Zhuoran、Xue Songtao、Xie Liyu、Wan Guochun、Wan Chunfeng
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement

      巻: 71 ページ: 1~13

    • DOI

      10.1109/TIM.2022.3194853

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Crack detection for concrete bridges with imaged based deep learning2022

    • 著者名/発表者名
      Wan Chunfeng、Xiong Xiaobing、Wen Bo、Gao Shuai、Fang Da、Yang Caiqian、Xue Songtao
    • 雑誌名

      Science Progress

      巻: 105 ページ: 1~20

    • DOI

      10.1177/00368504221128487

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Missing data imputation framework for bridge structural health monitoring based on slim generative adversarial networks2022

    • 著者名/発表者名
      Gao Shuai、Zhao Wenlong、Wan Chunfeng、Jiang Huachen、Ding Youliang、Xue Songtao
    • 雑誌名

      Measurement

      巻: 204 ページ: 112095~112095

    • DOI

      10.1016/j.measurement.2022.112095

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Seismic Performance of Building with Novel Steel Roller Isolation Bearing: Experimental and Numerical Studies2022

    • 著者名/発表者名
      Liu Yanhui、Zhang Jiajun、Huang Xiangyun、Xue Songtao
    • 雑誌名

      Journal of Earthquake Engineering

      巻: 1 ページ: 1~26

    • DOI

      10.1080/13632469.2022.2104964

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 映像解析によるヘルスモニタリングシステムの基礎的研究 その1. 加速度を用いた変位算出の差異2022

    • 著者名/発表者名
      岩渕明志人・鈴木康太・木藤優弥・佐藤豪大・曹淼・薛松濤
    • 学会等名
      日本建築学会2022年大会
  • [学会発表] 映像解析によるヘルスモニタリングシステムの基礎的研究 その2.システム概要とそのアルゴリズム2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木康太・岩渕明志人・木藤優弥・佐藤豪大・曹淼・薛松濤
    • 学会等名
      日本建築学会2022年大会
  • [学会発表] 映像解析によるヘルスモニタリングシステムの基礎的研究 その3.高性能カメラを用いた振動台実験2022

    • 著者名/発表者名
      藤優弥・岩渕明志人・鈴木康太・佐藤豪大・曹淼・薛松濤
    • 学会等名
      日本建築学会2022年大会
  • [学会発表] 映像解析によるヘルスモニタリングシステムの基礎的研究 その4.Webカメラを用いた小型振動台実験2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤豪大・岩渕明志人・鈴木康太・木藤優弥・曹淼・薛松濤
    • 学会等名
      日本建築学会2022年大会

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公開日: 2023-12-25  

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