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

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．

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．