FMCWレーダによる木造建築の構造と劣化の非破壊診断技術の開発

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25242032
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 藤井 義久 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (10173402)
• 研究分担者: 簗瀬 佳之 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (00303868) ; 堤 洋樹 前橋工科大学, 工学部, 准教授 (00329088) ; 森 拓郎 京都大学, 生存圏研究所, 助教 (00335225) ; 栗崎 宏 富山県農林水産総合技術センター, その他部局等, その他 (20446644) ; 吉村 剛 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (40230809) ; 森 満範 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, その他部局等, その他 (60446341) ; 中島 正夫 関東学院大学, 公私立大学の部局等, 教授 (70172319) ; 清水 秀丸 富山県農林水産総合技術センター, その他部局等, 研究員 (70378917)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 木造建築 / 非破壊診断 / 耐震診断 / 劣化診断 / レーダ

研究実績の概要

本課題ではFMCWレーダ方式による木造建築の構造と劣化の非破壊診断技術について、その原理確認と実用化のための基礎的知見を獲得し、小型のレーダ装置を試作し、その性能を評価した。中心周波数20GHz、帯域10GHzのFMCW方式のレーダ装置を試作し、木造のモデル壁体への電波の透過や反射特性を検討した。その結果、2枚のボード（石膏ボードや合板、間隔95mm）からなる壁体については、その内部に配置されている各種金物について、壁体面内での位置、奥行き方向の位置を壁体の構造によらず認識することができた。またコーナ金具などについてはその形状を認識できたが、壁内の木部を貫通しているボルトについては検出が困難であった。また壁内の間柱や筋交いなどの木製の部材についても検出が可能であったが、金属材料に比べて認識は困難であった。一方、壁内の劣化の原因となる高含水率部位については、プラスチックフィルムに封入した湿潤単板によるモデル材を壁内に配置する実験を行ったところ、腐朽や虫害が急速に発生するとされている含水率30％以上の領域を概ね検出することができた。表面板が合板の場合に比べて石膏ボードの場合は、反射強度（検出感度）は低下するものの、木質の誘電率や多孔性の異方性に由来する変動は少ない、安定していた。さらにこの原理を用いて実用的な装置開発にむけ、装置の発信強度を低下させ、さらに検出感度をあげるため改良を、装置のハードとソフトの両方において行った。最後に、実際の木造住宅の外壁通気工法を想定して、サイディングボートを表層板、下地用合板を裏板、両者の間隔を15から25mmまで変化させた試験体で、下地の合板などの表面結露や水分浸潤による高含水率部位の検出の可能性を検討した。その結果、複雑で大きな起伏のある外装ボードでは表面での反射が大きく、さらに装置の検出性能の改良が必要であることがわかった。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Relationship between the movements of the mouthparts of the bamboo powder-post beetle Dinoderus minutus and the generation of acoustic emission (2016)
  • 著者名/発表者名: Watanabe H, Yanase Y, Fujii Y
  • 雑誌名: Journal of Wood Science 巻: 62 ページ: 85-92
  • DOI: 10.1007/s10086-015-1525-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Wood anatomical selectivity of drywood termite in the nest-gallery establishment revealed by X-ray tomography, (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Khoirul Himmi1, Tsuyoshi Yoshimura, Yoshiyuki Yanase, Takuro Mori, Toshiyuki Torigoe and Setsuo Imazu
  • 雑誌名: Wood Sci. Technol 巻: 50 ページ: 631-643
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Observation of machined surface and subsurface structure of hinoki (Chamaecyparis obtusa) produced in slow-speed orthogonal cutting using X-ray (2015)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Matsuda, Yuko Fujiwara, Yoshihisa Fujii
  • 雑誌名: Journal of Wood Science 巻: 62 ページ: 128-135
  • DOI: 10.1007/s10086-014-1457-4
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 木橋敷板接合面への水の浸入に対する伝統的工法の効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森山友紀子、澤田豊、藤井義久、奥村正悟
  • 雑誌名: 木材保存 巻: 41 ページ: 213-219
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 伝統的木構造物で使用される銅金物の劣化制御への寄与（第I報）－京都三条大橋欄干の蛍光X線分析- (2015)
  • 著者名/発表者名: 栗崎宏、藤井義久、簗瀬佳之、西川智子、中野ひとみ。瀬川真麻、清水秀丸
  • 雑誌名: 木材保存 巻: 41 ページ: 256-263
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evaluation of larval growth process and bamboo consumption of the bamboo powder-post beetle Dinoderus minutus using X-ray computed tomography (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Watanabe, Yoshiyuki Yanase, Yoshihisa Fujii
  • 雑誌名: Journal of Wood Science 巻: 61 ページ: 171-177
  • DOI: 10.1007/s10086-014-1458-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evaluation of Wood and Cellulosic Materials as Fillers in Artificial Diets for Lyctus africanus Lesne (Coleoptera: Bostrichidae). (2015)
  • 著者名/発表者名: Titik Kartika and Tsuyoshi Yoshimura
  • 雑誌名: Insects, 巻: 6 ページ: 696-703
  • DOI: 10.3390/insects6030696
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of esters as novel aggregation pheromone components produced by the male powder-post beetle, Lyctus africanus Lesne (Coleoptera: Lyctinae), (2015)
  • 著者名/発表者名: Titik Kartika, Nobuhiro Shimizu and Tsuyoshi Yohsimura
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 6 ページ: 0
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0141799.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 含水率測定による木造大壁の劣化診断に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 兼澤拓之、堤洋樹、藤井義久、森拓郎、簗瀬佳之
  • 雑誌名: 日本建築学会大会（関東）梗概集、材料施工 巻: 2015 ページ: 401-402
  • 査読あり
• [学会発表] 減圧処理によるアフリカヒラタキクイムシの駆除 (2016)
  • 著者名/発表者名: 仲井一志、吉村 剛
  • 学会等名: 第66回日本木材学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-03-27 – 2016-03-29
• [学会発表] 各種銅合金などの木材腐朽抑制効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 栗﨑 宏、藤井義久
  • 学会等名: 第66回日本木材学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-03-27 – 2016-03-29
• [学会発表] マイクロフォーカスX線CTを用いた木材穿孔昆虫の摂食過程の可視化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 簗瀬佳之，渡辺祐基，藤井義久，藤本いずみ，吉村 剛
  • 学会等名: 第66回日本木材学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-03-27 – 2016-03-29
• [学会発表] 木材の打撃振動解析による虫害部の検出－虫害を受けた梁材の振動モードと周波数応答関数の解析－ (2016)
  • 著者名/発表者名: 福井杜史之，簗瀬佳之，澤田 豊，藤井義久
  • 学会等名: 第66回日本木材学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-03-27 – 2016-03-29
• [学会発表] X線CTおよびAE法によるチビタケナガシンクイの卵から成虫までの発育と摂食活動の評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡辺祐基，簗瀬佳之，藤井義久
  • 学会等名: 第66回日本木材学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-03-27 – 2016-03-29
• [学会発表] サブミリ波を用いた大壁構造内部の高含水率部位および金属の非破壊検出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 辻本綾香，藤原裕子，藤井義久
  • 学会等名: 第66回日本木材学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-03-27 – 2016-03-29
• [学会発表] マイクロフォーカスX線CTによる木材中のヒラタキクイムシおよびアフリカヒラタキクイムシ幼虫の摂食過程の可視化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 簗瀬佳之，渡辺祐基，藤井義久，藤本いずみ，吉村 剛
  • 学会等名: 第27回日本環境動物昆虫学会年次大会
  • 発表場所: 吹田
  • 年月日: 2015-11-28 – 2015-11-29
• [学会発表] AEモニタリングによるチビタケナガシンクイの摂食活動の非破壊評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡辺祐基，簗瀬佳之，藤井義久
  • 学会等名: 第27回日本環境動物昆虫学会年次大会
  • 発表場所: 吹田
  • 年月日: 2015-11-28 – 2015-11-29
• [学会発表] Current Trends and Future Prospects of Termite Management in Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Yoshimura
  • 学会等名: The 7th International Symposium of Indoensian Wood Research Society
  • 発表場所: Bandung, Indonesia
  • 年月日: 2015-11-05 – 2015-11-06
  • 国際学会
• [学会発表] Incisitermes minor: an invasive dry wood termites - global status of infestation and sustainable management strategies - (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Yoshimura
  • 学会等名: The 26th FAOPMA
  • 発表場所: Peang
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-03
  • 国際学会
• [学会発表] シロアリ食害材における木ねじ接合部のせん断性能とその推定方法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森 拓郎，田中 圭，毛利悠平，簗瀬佳之
  • 学会等名: 日本木材保存協会第31回年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-05-27 – 2015-05-29
• [学会発表] 銅板等金属素材の木材劣化抑制作用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 栗﨑 宏、藤井義久、簗瀬佳之、森拓郎
  • 学会等名: 日本木材保存協会第31回年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-05-26 – 2015-05-27
• [学会発表] チビタケナガシンクイの幼虫の成長と摂食活動のX線CTおよびAEモニタリングによる非破壊評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡辺祐基，簗瀬佳之，藤井義久
  • 学会等名: 日本木材保存協会第31回年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-05-26 – 2015-05-27
• [図書] Integrated Imaging and Vision Techniques for Industrial Inspection (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshoshi Togo, Soichi Oka, Yoshihisa Fujii and Yuko Fujiwara
  • 総ページ数: 536
  • 出版者: Springer Verlag
• [備考] 林産加工学研究室
  • URL: http://h3news1.kais.kyoto-u.ac.jp/pub.html