Development of Next-Generation Structural Concepts for minimizing Earthquake Damage and realizing Quick Function Recovery

开发下一代结构概念，以最大限度地减少地震损坏并实现快速功能恢复

• 批准号: 20H00255
• 负责人: 運上 茂樹
• 金额: $ 27.87万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00255/
• 关键词: 次世代耐震構造; ダメージフリー構造; 自己検知構造; 自己診断構造

変形性能を従来に比較して格段に高めるとともに，損傷を分散・低減し，また復旧が容易に行うことを可能とするマルチ・アブゾーバ変形吸収機構とマルチ・ステップ変形吸収機構に関しては，その有効性と制御に必要な条件を実証的に明らかにするために模型載荷実験を行った．実験対象構造は，セグメント形式あるいは一体型の部材を貫通緊張材によって構築する柱構造とし，複数個所でのロッキング変形によって部材全体として大変形を吸収可能であるとともに，残留変位をほぼ０近くまで最小化可能なセルフセンタリング機構，さらには，塑性ヒンジ部のコアに鋼管を装備し，構造物の機能性を損なうことなく補修可能な機構を導入したものとした．実験により，概ね想定した変形吸収性能，セルフセンタリング性能，そして補修性能を発揮可能であることが明らかになった．なお，セルフセンタリング性能については，解析シミュレーションでは十分に明らかにできなかったところであり，今回の実験から，配置する貫通軸方向鉄筋の量やセグメント間に装備する応力集中緩衝層の力学特性の設定によって大きく影響を受け，構造改良を踏まえた再検証が必要であることが明らかになった．状態把握オブザーバについては，大変形吸収機構を有する実構造物にビルトインし，得られた観測データに基づき，その力学特性の検知性能の検証を行った．計測データとカルマンフィルターを用いたパラメータ推定法の適用により，得られた大変形吸収機構の剛性や摩擦係数などの力学パラメータが異なる実験計測から得られた結果と非常に良く整合することが明らかになった．また，多点加速度センサによる振動モニタリングと機械学習による異常検知手法を構築し，軸力と正負交番荷重を受ける鉄筋コンクリート柱において，損傷のない健全領域と，塑性ヒンジ域での曲げひび割れおよびかぶりコンクリートの剥落を推定できる可能性のあることが明らかになった．

进行了模型载荷实验，以凭经验阐明多吸收器变形吸收机制的有效性和控制所必需的有效性和条件，从而显着改善了变形性能，分发和减少损害，并易于恢复。实验结构是一种由段类型或积分成员使用穿透张力材料构建的柱结构，以及一种自我居中的机制，可以通过在多个位置锁定变形来吸收整体上的大变形，并且可以将残留位移几乎最小化至几乎零的零位置，并且可以在不允许塑料的核心范围内将钢芯安装到允许的范围内的核心中，该机制可将其允许进行允许的范围，该机构允许进行允许的预处理范围。实验表明，有可能证明预期的变形吸收性能，自我居中性能和维修性能。分析模拟中无法完全清楚自我为中心的性能，从该实验中，揭示了在要放置的穿透性轴向方向上加强钢的量以及安装在段之间的应力浓度缓冲层的机械性能，并且根据结构改进，重新验证是必需的。状态抓地观察者被内置在具有较大变形吸收机制的真实结构中，并且基于获得的观察数据，验证了其机械性能的检测性能。通过使用Kalman过滤器应用测量数据和参数估计方法，已经表明，所获得的机械参数，例如较大变形吸收机制的刚度和摩擦系数，与从不同实验测量结果获得的结果非常匹配。此外，已经构建了一种使用多点加速度传感器和机器学习来检测异常的方法，并且已经构建了，并且已经表明，可以估计健康区域中弯曲裂纹和剥离混凝土覆盖物，而没有损坏的塑料铰链，而塑料铰链则在塑料铰链中受到塑料铰链的损害，并在轴向柱上和轴向交替的负载和轴向交替的负载和负重负荷中，并且是在塑料中的损坏。

项目成果

SMA 制震ダンパーを導入した免制震橋梁の震動低減効果に関する解析的研究

SMA减震器隔震桥梁减振效果分析研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Leong;C.;Yokoo;Y.;伊達 寛紀，長友 実花，小林 明香里，井ノ上 泰輝，藤井 武則，丸山 茂夫，千足 昇平,;田口開斗，運上茂樹
• 通讯作者: 田口開斗，運上茂樹

マルチステップ変形吸収機構に関する解析的検討

多级变形吸收机理解析研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 宋慶傑;三上裕也;加藤和利;近藤真弥，運上茂樹
• 通讯作者: 近藤真弥，運上茂樹

地震後の復旧性能の向上を目指したPC橋脚の耐震性に関する実験的研究

提高震后恢复性能的PC桥墩抗震试验研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Imbulana Sachithra;Oguma Kumiko;Takizawa Satoshi;武藤真和，中峰健登，田川義之;Masayuki Fujita;藤岡 光，藤倉 修一，Thay Visal，運上 茂樹，渡瀬 博
• 通讯作者: 藤岡 光，藤倉 修一，Thay Visal，運上 茂樹，渡瀬 博

Damage analyses on the collapse of Aso-ohashi during the 2016 Kumamoto Earthquake

2016年熊本地震阿苏大桥倒塌受损分析

• 发表时间: 2020
• 作者: S. Hosokawa;S. Unjoh
• 通讯作者: S. Unjoh

Unscented Kalman filter with performance recovery strategy for parameter estimation of isolation structures

用于隔离结构参数估计的具有性能恢复策略的无迹卡尔曼滤波器

• DOI: 10.1002/stc.3116
• 发表时间: 2022
• 期刊: Structural Control and Health Monitoring
• 影响因子: 5.4
• 作者: He Xinhao;Unjoh Shigeki;Li Dan
• 通讯作者: Li Dan