振動モニタリングに基づく建築物の上部・基礎構造の総合的健全性評価に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550582
• Research Institution: Musashi Institute of Technology
• Principal Investigator: 濱本 卓司 武蔵工業大学, 工学部, 教授 (10228546)
• Keywords: 損傷検出 / システム同定 / 上部・基礎構造連成系杭損傷 / 振動台実験 / 常時微動測定 / 地盤〜構造物相互作用 / 地震損傷 / 杭損傷

Research Abstract

上部構造と基礎構造を一体化した建築構造システムの構造健全性を振動モニタリングにより維持する方法を構築することを目標に,理論・実験・実測の3本の柱を立てて研究を行った。
理論:建築物の上部・基礎一体構造の損傷検出法作成のための一環として,基礎構造のみ損傷が生じた場合に損傷を検出することのできる方法を開発し,その有効性を実験結果及び観測結果より確認した。
実験:昨年度設計と製作を行った地盤と構造物の相互作用を考慮した建物振動模型を用いて実験を行った。杭基礎の損傷のみを対象として,杭の損傷前後で上部構造の振動特性がどのように変化するのかに着目した。杭頭および杭中間部に切欠き,または切断することにより損傷を模擬した。杭頭部が大きく損傷した場合は固有振動数の低下という明確な変化が起こることを確認できた。損傷度の小さい場合,あるいは杭中間部で損傷が生じた場合は固有振動数の低下はほとんど生じないものの,損傷により伝達関数の形が変化することが確認された。損傷によるこのような上部構造の応答特性の変化から杭の損傷を間接的に検出する可能性があることが確認された。
実測:研究室所有の測定器を用いて杭基礎RC造中低層建物の常時微動測定を行った。その結果から,昨年度開発した地盤一構造物連成系多質点系モデルを用いて,上部構造,地盤,相互作用ばね,および杭のばね剛性と減衰を同定した。

Research Products

• [Publications] Hamamoto, T: "Robust Damage Detection Strategies of Multistory Building Using Vibration Monitoring"Proceeding of the 2nd International Conference Lifetime-Oriented Design Concepts. Vol.5057. 106-117 (2004)
• [Publications] Hamamoto, T: "Experiment Verification for Damage Detection of Truss Dome Roofs"Proceeding of the 1st Conference on Structural Health Monitoring and Intelligent Infrastructures. Vol.2. 1227-1234 (2003)
• [Publications] 相馬澄子, 濱本卓司: "遺伝的アルゴリズムを用いた多層建築物の層損傷検出"日本地震工学会大会-2003梗概集. 202-203 (2003)
• [Publications] 澤田俊之, 伊藤洋, 濱本卓司: "システム同定による立体トラスの接合部損傷の検出"日本建築学会大会学術講演梗概集. B-1. 293-294 (2003)
• [Publications] 古藤智之, 濱本卓司: "常時微動測定を用いた杭基礎の剛性の同定について"日本建築学会大会学術講演梗概集. B-2. 955-956 (2003)
• [Publications] 清水睦男, 濱本卓司: "杭の損傷検出に関する予備振動実験"日本建築学会大会学術講演梗概集. B-2. 957-958 (2003)