衝撃波発生装置を用いた振動実験に基づく構造物の補強・損傷度評価に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650614
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 源栄 正人 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90281708)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 星 道夫 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90005504) ; 佐藤 健 東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (90290692)
• Keywords: 既存建物 / 振動実験 / システム同定 / 損傷度評価 / 耐震補強効果 / 衝撃波発生装置

Research Abstract

構造物の耐震補強や地震時における構造物の損傷による振動特性の変化として固有周期や固有モードの変化を振動試験によって把握することは耐震工学において重要である。さらに、振動試験に基づく補強や損傷の影響を解析的に追跡し、どの部位の補強損傷が振動特性の変化にどのように寄与しているのか明らかにするシステム同定技術の開発を行うことも重要である。本研究では改修前に振動実験を実施した既存建物における改修後の振動実験や野外における模型振動試験を行うとともに、これらの振動試験により得られる結果に対する解析的検討を行う。
昨年度までに、実存構造物(東北大学工学研究科人間環境系研究棟SRC造9階建)を対象にインパクター加振試験と起振機を用いた振動試験、および微動観測を実施し、竣工直後の振動特性と比較することにより、耐震改修前の同建物の損傷度評価を行った。
本年度は昨年度の改修前の振動試験、微動観測に対し、改修後に同じ起振機による振動実験、微動観測もあわせて実施し、改修前の結果との比較により、耐震補強効果の評価を行った。また、これらの試験のシュミレーション解析を通じ、補強効果を振動試験により評価するシステム同定手法の検討を行った。その際、対象建屋の竣工当時における振動特性を適切に表現できる骨組み解析モテルを用いることにより、部材を領域で区別することで改修前の損傷度評価と改修後の補強効果の評価を行った。さらに、小型の衝撃波発生装置を購入し構造物-地盤系の模型試験振動試験を実施するための準備と加振装置としての基礎的検討を行った。

Research Products

• [Publications] Ali Niousha, Masato Motosaka: "Ground motion and structural vibration reduction using periodic wave barrio as passive isolation"3^<rd> International Conference on Earthquake Resistant and Engineering Structures. 191-200 (2001)
• [Publications] 鈴木博之、舘野公一、源栄正人、佐藤健: "実存建物の振動実験に基づく損傷検出制御に関する研究(その1)実存建物の振動実験に基づく損傷検出"日本建築学会大会梗概集. B-2. 849-850 (2001)
• [Publications] 舘野公一、鈴木博之、源栄正人、佐藤健: "実存建物の振動実験に基づく損傷検出制御に関する研究(その2)システム同定結果を用いた実存建物の制震補強シミュレーション"日本建築学会大会梗概集. B-2. 851-852 (2001)
• [Publications] 源栄正人、鈴木博之、佐藤健: "既存建物の耐震改修前後の振動特性に関する研究 その1:改修前後の起振機振動実験の比較・検討"第1回日本地震工学研究発表・討論会梗概集. 6-6 (2001)
• [Publications] 鈴木博之、源栄正人、佐藤健: "既存建物の耐震改修前後の振動特性に関する研究 その2:微動観測と起振機振動実験の比較・検討"第1回日本地震工学研究発表・討論会梗概集. 7-7 (2001)
• [Publications] 源栄正人、鈴木博之、佐藤健: "起振機振動試験に基づく東北大学建設系建物の耐震改修前後の振動特性の比較検討"東北地区災害化学研究. 第38号. (2002)