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2016 年度 実施状況報告書

層間変位計測を前提とした建築構造物の簡易健全度判定システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 26420564
研究機関早稲田大学

研究代表者

西谷 章  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70156074)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワードヘルスモニタリング / 層間変形 / 層間変位センサー / 全層推定 / スプライン法
研究実績の概要

本研究で用いる、以前より開発済みの「層間変位センサー」(今回の科研費研究で開発した小型統合センサーより大型となる)からは、健全度判定に有用な層間変形の時刻歴データが得られる。一般に、高層建物のモニタリングを行う場合、センサーの全層設置は現実的とは言えない。特に、「簡易ではあるが、有効な健全度判定」を目指すのであれば、全層設置は目的に合致しにくい、と言える。このような理由から、層間変位センサーの限定層への設置を前提として、それらの計測データに基づく、全層層間変形時刻歴推定が可能となれば、ヘルスモニタリングのいっそうの普及・推進が期待できる。
2017年度は、スプライン法に基づく推定手法を構築して、時々刻々と全層の層間変形データを得ることに成功した。構築した推定スキームは、地震時応答データ以外のいっさいの情報を必要としないので、すでに他の研究で提案されているようなモード形状等の情報収集は不要であり、より簡潔なヘルスモニタリングを可能としている。構築した手法の有効性は、E-defenseにおいて実施された18層鉄骨 1/3 縮尺建物モデルの加振実験データを利用して検証し、塑性域にはいった層があっても有効な推定が可能となることを確認した。
また、この開発した推定手法を応用すれば、限られた層の加速度計測データのみからも、推定と簡易な積分手法の組み合わせによって全層層間変位推定に結びつけうることも確認している。
2015年度末から2016年度にかけて、加速度計・ジャイロセンサーを組み込んだ層間変位センサーの小型化を実現した、この小型統合センサーを利用した健全性検証の検討を行っている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究は2016年度末で終了予定であった。しかし、加速度計・ジャイロセンサーを組み込んだ「小型統合間変位センサー」を完成させたので、このセンサーを小型模型に設置したときの計測結果に基づく健全度判定の検証を行う必要がある。レーザー変位計による計測結果と比較して、小型化センサーの計測データの精度を確認し、その精度を考慮にいれたうえでの健全度判定の正確度の検証を行う。この点が「やや遅れている」とした理由となる。

今後の研究の推進方策

「現在までの進捗状況」に述べたことと重複するが、残った課題となる、「小型統合層間変位センサー」による計測結果の検証と、この計測に基づく健全度判定の正確度の検証を行う。

次年度使用額が生じた理由

現有の小型統合センサを利用した実験を行うにあたり、小型模型にレーザー変位計を設置するさいに消耗品費が必要になることに備えて9000円強を残した。

次年度使用額の使用計画

実験に際しての、消耗品購入に使用する計画である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Identification of Yield Drift Deformations and Evaluation of the Degree of Damage through the Direct Sensing of Drift Displacements2016

    • 著者名/発表者名
      Ping Xiang, Akira Nishitani, Shohei Marutani, Kenzo Kodera, Tomohiko Hatada, Ryuta Katamura, Kiyoshi Kanekawa and Takashi Tanii
    • 雑誌名

      Earthquake Engineering and Structural Dynamics

      巻: 44 ページ: 2199, 2220

    • DOI

      10.1002/eqe.2752

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 非接触型センサを用いた建物の層間変位計測システム その11 加速度・角速度の同時計測が可能な小型統合センサの開発2016

    • 著者名/発表者名
      丸谷翔平、相葉浩樹、畑田朋彦、片村立太、谷井孝至、西谷章
    • 学会等名
      日本建築学会大会(九州)
    • 発表場所
      九州、日本
    • 年月日
      2016-08-24 – 2016-08-26
  • [学会発表] New Directions of Health Monitoring for Building Structures2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Nishitani, Ping Xiang, Shohei Marutani, Tomohiko Hatada, Ryuta Katamura
    • 学会等名
      CIMTEC 2016 5th International Conference Smart and Multifunctional Materials, Structures and Systems
    • 発表場所
      Perugia, Italy
    • 年月日
      2016-06-05 – 2016-06-09
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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