Evaluation of structural member performance by dynamic strain measurement of real buildings

通过真实建筑物的动态应变测量评估结构构件性能

• 批准号: 20H02293
• 负责人: 伊山 潤
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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-20H02293/
• 关键词: 構造ヘルスモニタリング; 鉄骨構造; 地震後損傷検知; 柱脚; ひずみ計測; 動ひずみ計測; 被災度区分判定; 鉄骨柱脚の損傷検知; 機能維持; 加速度計測; 実建物; 構造性能; 性能評価; 被災度判定; 損傷検知; 常時微動; 鉄骨構造部材

本研究は、実際の鉄骨造建物に適用可能な、ひずみおよび加速度の多点・リアルタイム計測システムを構築し、そのデータ分析手法の確立と適用性の検証を目的としている。本年度は特に（項目１）前年度構築した実大試験装置による載荷実験、（項目２）ひずみ計測システムの改良、（項目３）大型振動台実験での適用性検証、および（項目４）実建物への適用拡大、について検討を行った。まず、（項目１）前年度構築した実大鉄骨骨組建物試験装置を用いて、静的載荷試験、動的応答計測、および載荷ロッド破断による衝撃加振実験を行った。層間変形角1/50までの静的載荷試験および衝撃加振試験を行い、壁や柱脚に損傷が生じること、また損傷に応じた応答性状の変化を捉えられることが確認された。上記実験では独自に開発した低価格の動ひずみ計測ユニットを多数設置して実験を行ったが、計測点数が増えるにつれ、多くのユニットを使用する必要があり、製作・設置のコストが大きな負担となってきた。そこでコストのさらなる低減を目指し、（項目２）これまで１台あたりのひずみ計測数を4chから8chにまで拡大し、より容易にさらに多点での動ひずみ計測を可能とした。この改善されたユニットの適用性を確認するため、（項目３）世界最大の振動台試験装置であるE-Defenseで行われた 10層鉄骨造建物の大型振動台実験に参加し、開発している装置および手法の適用を試みた。このなかでは合計240枚のひずみゲージと6つの3軸MEMS加速度計を用いたが、今回の構造物の挙動変化を捉えるという面において、必要十分であること、また、ごくわずかな応答挙動および構造性能の変化を捉えていることが確認された。さらに（項目４）この手法を実用建物に適用していくための課題抽出のため、他大学および民間との協力を求め、実在の体育館や工場、オフィスビルでの計測・設置を進めた。

は this study objects, the event be の iron bone building may な に apply, ひ ず み お よ び acceleration の multipoint · リ ア ル タ イ ム measuring シ ス テ ム を constructing し, そ の デ ー タ applicability analysis technique の established と の 検 card を purpose と し て い る. は に especially this year (item 1) before the annual construct し た be big test device に よ る load be 験, (item 2) ひ ず み measuring シ ス テ ム の improvement, (item 3) large vibration table be 験 で の applicability 検 certificate, お よ び (item 4) be building へ の applicable company, big, に つ い て 検 line for を っ た. ま ず, before (item 1) annual construct し た be big iron objects of bone forming test device を content with い て, the static and dynamic load test of 応 a measuring, お よ び load ロ ッ ド breaking に よ る blunt shock and vibration be 験 を line っ た. Interlayer - Angle 1/50 ま で の static load test of お よ び blunt shock and vibration test line を い, wall に や column foot injury が じ る こ と, ま た damage に 応 じ た 応 の a traits - the を catch え ら れ る こ と が confirm さ れ た. Written be 験 で は に alone open 発 し た low の 価 lattice dynamic ひ ず み measuring ユ ニ ッ ト を most set し て be 験 を line っ た が, meter measuring point number が raised え る に つ れ, multiple く の ユ ニ ッ ト を use す る necessary が あ り, making set の コ ス ト が big き な burden と な っ て き た. そ こ で コ ス ト の さ ら な る low cut を refers し, (item 2) こ れ ま で 1 あ た り の ひ ず み measuring several を 4 ch か ら 8 ch に ま で company, big し, よ り easy に さ ら に multipoint で の dynamic ひ ず み measuring を may と し た. こ の improve さ れ た ユ ニ ッ ト の applicability を confirm す る た め, (item 3), the world's largest の shaking table test device で あ る E - Defense line で わ れ た iron objects bone made 10 layer building の large vibration table be 験 に し and open 発 し て い る device お よ び gimmick の applicable を try み た. こ の な か で は total 240 の ひ ず み ゲ ー ジ と 6 つ の 3-axis MEMS accelerometer を with い た が, today back to の structure の 挙 dynamic variations change を catch え る と い う surface に お い て, very necessary で あ る こ と, ま た, ご く わ ず か な 応 a 挙 moving お よ び structure performance の variations change を catch え て い る こ と が confirm さ れ た. さ ら に (item 4) こ の gimmick を be used building に applicable し て い く た め の subject extraction の た め, his university お よ び folk と の together を め, be in の gymnasium や workshop, オ フ ィ ス ビ ル で の metering, set を into め た.

项目成果

鉄骨造体育館のひずみ計測に基づく地震時のブレース挙動

基于钢框架体育馆应变测量的地震期间支撑行为

• 发表时间: 2021
• 期刊: 鋼構造年次論文報告集
• 作者: 伊東啓太郎;須藤朋美;長谷川逸人;石松一仁;塩手健斗;光橋尚司;大野良徳;深浦貴之;嶋田智行;和泉大作;豊國法文;箕輪健一;櫻井真人;涌井将貴，白井佑樹，伊山潤
• 通讯作者: 涌井将貴，白井佑樹，伊山潤

加速度計測による屋根雪荷重の推定方法に関する研究~ 観測用建物モデルを対象とした検証

加速度测量屋顶雪荷载估算方法研究~针对观测建筑模型的验证

• 发表时间: 2022
• 期刊: 日本建築学会構造系論文集
• 作者: 荒巻凌;太田恒平;伊藤昌毅;星野崇宏;涌井将貴,五十嵐 賢次,本吉弘岐,富永禎秀,伊山 潤
• 通讯作者: 涌井将貴,五十嵐 賢次,本吉弘岐,富永禎秀,伊山 潤

鉄骨造建物の地震時応答ひずみ実測に基づく剛性および層せん断力の推定

基于钢框架建筑实际地震响应应变测量的刚度和层剪力估计

• 发表时间: 2022
• 作者: 立花舜;高巣幸二;陶山裕樹;小山田英弘;劉子浩;村田和優;田 子儀，浅野太智，李瑛哲，山崎真理子;荒木 景太,伊山 潤
• 通讯作者: 荒木 景太,伊山 潤

加速度・ひずみ応答実測による耐震補強鉄骨ブレースの挙動分析 その 2 多点加速度記録を用いた耐震補強鉄骨ブレースの挙動推定

使用加速度和应变响应的实际测量分析抗震钢支撑的行为第 2 部分使用多点加速度记录估计抗震钢支撑的行为

• 发表时间: 2021
• 作者: 笹岡真次;斎藤隆泰;廣瀬壮一;宮崎祥太・伊山潤・小山毅・福島佳浩・加藤名音
• 通讯作者: 宮崎祥太・伊山潤・小山毅・福島佳浩・加藤名音

木造倉庫を対象とした加速度計測による屋根雪荷重推定方法の検証

木仓库屋顶雪荷载估算方法的验证

• 发表时间: 2021
• 作者: S. Sasaoka;T. Saitoh and S. Hirose;渕上貴史;涌井将貴・伊山潤・本吉弘岐
• 通讯作者: 涌井将貴・伊山潤・本吉弘岐