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2023 年度 実績報告書

実建物の動ひずみ計測による構造部材レベルの性能評価技術

研究課題

研究課題/領域番号 20H02293
研究機関東京大学

研究代表者

伊山 潤  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30282495)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード鉄骨構造 / 損傷検出 / モニタリング / 耐震性能 / レジリエンシー / 動ひずみ計測
研究実績の概要

本研究は、実際の鉄骨造建物に適用可能な、ひずみおよび加速度の多点・リアルタイム計測システムを構築し、そのデータ分析手法の確立と適用性の検証を目指すものである。特に本年度は、実建物への適用性・実用性を検証するため、(1) 実大鉄骨骨組建物試験装置による実験データ分析、および(2)大型振動台実験データの分析を実施した。
まず、(1)前年度までに実施した実大鉄骨骨組建物試験装置を用いた静的載荷試験および振動計測試験のデータ分析を継続した。静的載荷試験においては、ひずみ計測結果から鉄骨柱脚の曲げモーメント-回転角関係を抽出し、柱脚のベースプレートに損傷(塑性曲げ変形)が生じていることを確認した。これに対し、振動計測試験においては人力加振によって振動を生じさせ、柱脚ベースプレートの損傷程度と、柱やベースプレート上に生じるひずみの振動性状の変化を分析した。その結果、ベースプレートが損傷に伴いひずみ振幅が変化することが示され、損傷検出できることが確認された。
また、(2) 前年度実施した大型振動台実験で得られたデータについても分析を継続した。梁断面内の微小ひずみ振動性状を分析した結果、加振に伴い梁断面内の中立軸の移動が観察され、地震動入力により梁と床スラブとの合成効果が低下していることが検出された。また、振動台実験の最終段階では、地震によるブレースの破断を再現するため、一部のブレースを取り外して加振を行っているが、その際には柱のひずみの大幅な変化を検出でき、また構造解析による推定とも整合した。これらの事実から、実建物においても、本手法によって損傷による微小な損傷や特性変化を検出できることが期待される。
上記のように本研究課題では、動ひずみ計測による鉄骨構造部材損傷検出理論の構築、実験・解析による理論実証、実用性の高い計測システムの構築、および実大振動台実験による適用性検証までを完了できた。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Probabilistic model updating of steel frame structures using strain and acceleration measurements: A multitask learning framework2024

    • 著者名/発表者名
      Yaoyama Taro、Itoi Tatsuya、Iyama Jun
    • 雑誌名

      Structural Safety

      巻: 108 ページ: 102442~102442

    • DOI

      10.1016/j.strusafe.2024.102442

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Post-earthquake damage detection of local buckling in rectangular hollow section columns based on local stiffness calculated by strain response2023

    • 著者名/発表者名
      Ou Chih-Chun、Iyama Jun、Fukushima Yoshihiro、He Fang、Hasegawa Takashi、Hiroshima Satoru
    • 雑誌名

      Engineering Structures

      巻: 292 ページ: 116485~116485

    • DOI

      10.1016/j.engstruct.2023.116485

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Damage Detection in ALC Exterior Walls in Steel Structural Frames Subjected to Earthquakes Using Acceleration Sensors2023

    • 著者名/発表者名
      Yagi Shotaro、Iyama Jun、Fukushima Yoshihiro、Ishida Takanori、Kishiki Shoichi、Seike Tsuyoshi、Yamada Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Earthquake Engineering

      巻: 28 ページ: 1109~1126

    • DOI

      10.1080/13632469.2023.2228928

    • 査読あり
  • [学会発表] 実大鉄骨建築構造物の振動台試験におけるひずみ振動の周波数領域解析その1:方法2024

    • 著者名/発表者名
      TEA Y Sea,伊山 潤,佐野 航,貞許 美和,木村 征也,小野 潤一郎
    • 学会等名
      2023年度日本建築学会関東支部研究報告集I 2024年 3月
  • [学会発表] 実大鉄骨建築構造物の振動台試験におけるひずみ振動の周波数領域解析その 2:曲げモーメントとせん断力2024

    • 著者名/発表者名
      TEA Y Sea,伊山 潤,佐野 航,貞許 美和,木村 征也,小野 潤一郎
    • 学会等名
      2023年度日本建築学会関東支部研究報告集I 2024年 3月
  • [学会発表] 実大鉄骨建築構造物の振動台試験におけるひずみ振動の周波数領域解析その 3:梁断面のひずみ分布2024

    • 著者名/発表者名
      TEA Y Sea,伊山 潤,佐野 航,貞許 美和,木村 征也,小野 潤一郎
    • 学会等名
      2023年度日本建築学会関東支部研究報告集I 2024年 3月
  • [学会発表] ビス補強を施した乾式間仕切り壁の面内方向の層間変位に対する挙動の把握2024

    • 著者名/発表者名
      八木 尚太朗・伊山 潤・欧 治均・山田 哲・清家剛
    • 学会等名
      2023年度日本建築学会関東支部研究報告集I 2024年 3月
  • [学会発表] 柱脚ベースプレートの微動ひずみ応答計測による損傷検知手法に関する実験的研究2024

    • 著者名/発表者名
      大橋 隼斗・伊山 潤・欧 治均
    • 学会等名
      2023年度日本建築学会関東支部研究報告集I 2024年 3月
  • [学会発表] Relationship between local buckling damage and strain vibration under small amplitude loading of SHS columns2023

    • 著者名/発表者名
      何放,伊山 潤,石田孝徳
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(近畿) 2023 年 9 月
  • [学会発表] 包括的耐震性能評価実験その 27高い実用性を有するひずみ応答計測技術を用いた鋼梁の損傷検出実証:研究目的と計測概要2023

    • 著者名/発表者名
      小野潤一郎, 佐野航,貞許美和,木村征也, 伊山潤, 藤原淳
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(近畿) 2023 年 9 月
  • [学会発表] 包括的耐震性能評価実験その 28 高い実用性を有するひずみ応答計測技術を用いた鋼梁の損傷検出実証:事前解析結果2023

    • 著者名/発表者名
      佐野航,小野潤一郎,貞許美和,木村征也, 伊山潤
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(近畿) 2023 年 9 月
  • [学会発表] 包括的耐震性能評価実験その 29 高い実用性を有するひずみ応答計測技術を用いた鋼梁の損傷検出実証:梁のモーメント分布2023

    • 著者名/発表者名
      貞許美和,小野潤一郎,佐野航,木村征也, 伊山潤
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(近畿) 2023 年 9 月
  • [学会発表] 包括的耐震性能評価実験その 30 高い実用性を有するひずみ応答計測技術を用いた鋼梁の損傷検出実証:梁端回転角2023

    • 著者名/発表者名
      木村征也,小野潤一郎, 貞許美和,佐野航,伊山潤
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(近畿) 2023 年 9 月
  • [学会発表] 包括的耐震性能評価実験その 31高い実用性を有するひずみ応答計測技術を用いた鋼梁の損傷検出実証:梁のひずみ分布2023

    • 著者名/発表者名
      伊山潤,佐野航,木村征也, 貞許美和,小野潤一郎
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(近畿) 2023 年 9 月
  • [学会発表] Experimental study on the Vibration Characteristics of Full-Size Steel Frame Test bed to Evaluate Building Functional Maintenance Performance2023

    • 著者名/発表者名
      OU Chihchun,IYAMA Jun,YAMADA Satoshi,YAGI Shotaro, SEIKE Tsuyoshi
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(近畿) 2023 年 9 月
  • [学会発表] Experimental method of steel frame structure for function maintenance capability after strong earthquakes: Part 1 Specimen and Experiment plan2023

    • 著者名/発表者名
      Jun Iyama, Chih-chun Ou, Satoshi Yamada, Shotaro Yagi, and Tsuyoshi Seike
    • 学会等名
      12th International Symposium on Steel Structures, November 8-11, 2023, Jeju, Korea
    • 招待講演
  • [学会発表] Experimental method of steel frame structure for function maintenance capability after strong earthquakes: Part 2 Static and impact loading test2023

    • 著者名/発表者名
      Chih-chun Ou, Jun Iyama, Satoshi Yamada, Shotaro Yagi, and Tsuyoshi Seike
    • 学会等名
      12th International Symposium on Steel Structures, November 8-11, 2023, Jeju, Korea
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigation on Frame Stiffness of Steel Building Before and After Two Strong Earthquakes using Aftershock Acceleration and Strain Response Measurement2023

    • 著者名/発表者名
      Keita Araki, Jun Iyama
    • 学会等名
      12th International Symposium on Steel Structures, November 8-11, 2023, Jeju, Korea
    • 招待講演
  • [学会発表] Analytical Study on Strain Vibration for A Prediction Method of Local Buckling under Small Amplitude Loading2023

    • 著者名/発表者名
      Fang He, Jun Iyama, and Takanori Ishida
    • 学会等名
      12th International Symposium on Steel Structures, November 8-11, 2023, Jeju, Korea
    • 招待講演
  • [学会発表] Damage detection and model updating of a steel frame structure by measured strain and acceleration for improving seismic performance assessment2023

    • 著者名/発表者名
      Taro Yaoyama, Tatsuya Itoi,Jun Iyama
    • 学会等名
      14th International Conference on Applications of Statistics and Probability in Civil Engineering, ICASP14 Dublin, Ireland, July 9-13, 2023
    • 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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