確定付加質量がもたらす共振振動数の変動特性に着目した構造物の実剛性モニタリング

监测结构的实际刚度，重点关注固定附加质量引起的共振频率波动特性

• 批准号: 12875099
• 负责人: 川瀬 博
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12875099/
• 关键词: 共振振動数; 観測システム; 微動観測; FFT; モニタリング; 動的応答; 付加質量

本研究では、正確な構造物剛性の評価を可能とする新しい構造物モニタリングシステムの実現可能性について実証的データを得ることを目的としている。すなわち、あるモデル構造物に対してここで提案する新しい構造物モニタリングシステムのプロトタイプを適用して、実際に理論どおり構造物の剛性が把握できることを実証する。その概略の方法は以下のとおりである。まず常時微動を計測することによりその共振振動数を把握し、さらに質量の正確に把握されている付加質量体を付加した上で再度共振振動数を求め、両者の共振振動数の変化から真の剛性を評価する。本研究では、手法の実現可能性を検討する上で最も重要な、どの程度の量の付加質量を用いれば精度よく観測される変化となって現われるかを明らかにする。昨年度は高精度の計測システムを整備しそれを用いて実構造物の共振振動数がどれくらいの精度で観測できるかを調査した。その結果、23区間の1次共振振動数の変動係数は平均0.00896で1%以下の高い精度で同定できることがわかった。今年度は実際にRC造4階建ての建物の屋上に質量が既知である付加質量を搭載した場合としていない場合を計測し、その共振振動数の変化を把握した。屋上/一階のシステム関数をターゲットに振動数と減衰定数の同定を行い、複数の時間区間に対して平均し、その平均値における質量を付加した場合と付加していない場合の差が時間区間によるばらつきよりも大きいことを確認した。この差を説明できるように、まず設計図書から建物のモデルを作成し、その質量分布と剛性分布は正しいとし、実際の質量と剛性の絶対値を、共振振動数とその付加質量による変化を説明できるように同定した。その結果、質量は設計用見積値の約1.4倍、剛性は桁行方向1.3倍・梁間方向2.5倍であることがわかった。質量の同定値は桁行方向と梁間方向でほぼ一致したので同定の精度は高いと考えられる。このことから、確定付加質量を用いた構造物の実質量・実剛性モニタリングは十分実用性があることがわかった。

This study aims to establish the possibility of evaluating the rigidity of a new structure and to verify the feasibility of its realization. The structure of the new structure is suitable for the application of the theory and the rigidity of the structure is proved. A brief description of the method is given below. To determine the resonance vibration number, to determine the correct mass, to determine the resonance vibration number, to determine the resonance vibration number, to evaluate the stiffness. This study discusses the most important aspects of the method's feasibility, the degree of its quantity, and the quality of its application. In the past year, the number of resonance vibrations of structures has been investigated in order to improve the accuracy of measurement. The result shows that the coefficient of variation of the number of first resonance vibrations in the 23-section is 0.00896 1% or less on average, and the accuracy is the same. In this year, the quality of the building on the fourth floor of the RC is known, the additional quality is measured, and the number of resonance vibrations is controlled. The number of vibrations, the number of attenuation, the number of uniformity, the number of average values, the number of time intervals, the number of average values, the number of quality intervals, the number of average values, the number of average values, the The difference is explained in the design book, the mass distribution is corrected, the mass distribution is corrected, and the change in the resonance number is explained in the design book. As a result, the quality is about 1.4 times the design product value, and the rigidity is 1.3 times in the beam direction and 2.5 times in the beam direction. The same value of mass is equal to the direction of beam travel, and the same value of accuracy is equal to the direction of beam travel. Therefore, the practical quality and rigidity monitor of a structure used to determine the added quality is very practical.

项目成果

森洋人, 川瀬博: "常時微動に基づく共振振動数の変動特性に着目した構造物の実剛性推定"日本建築学会九州支部研究集会. 第41号. 1-4 (2002)

森博人、河濑浩：“基于微震的共振频率波动特性估算结构的实际刚度”日本建筑学会九州分会研究会，第41期1-4（2002年）

森洋人,川瀬博: "微動から推定される免震構造物の固有振動数の安定性に関する研究"日本建築学会九州支部研究集会. 第40号. 1-4 (2001)

Hiroto Mori、Hiroshi Kawase：“根据微震估计的基础隔震结构的固有频率稳定性研究”日本建筑学会九州分会研究会第 40. 1-4 号（2001 年）。