接合梁の損傷同定逆問題と固有値問題

节点梁损伤识别反问题和特征值问题

• 批准号: 20654009
• 负责人: 中村 玄
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20654009/
• 关键词: 鉄・コンクリート接合梁; 損傷同定; 最小二乗法; 固有値の摂動公式; 固有関数の摂動公式; 逆問題; 非破壊検査; 橋梁; 固有値; 固有関数; 摂動; 接合梁; 損傷; 共役勾配法

本研究は、橋梁の基本ユニットである鉄梁とコンクリート梁が接合された接合梁の損傷の非破壊検査法に関するものである。計測データは、インパクトハンマーテストで得られる約3～5個程度の固有値と固有関数の鉛直変位成分である。そしてデータ解析手法に用いるモデル方程式は、接合梁の振動方程式である。橋の損傷は、このモデル方程式のある係数(以下ボルト係数とよぶ)の値の低減として表される。ボルト係数は二つの係数kとμからなる。kとμはそれぞれ鉄梁とコンクリート梁を接合するボルトのせん断剛性と軸剛性に相当する。データ解析手法は、理論解析により得られたモデル方程式の固有値と固有関数の鉛直変位成分の摂動公式を用いた最小二乗汎関数(データ値に対するモデル方程式を用いた理論計算値の残差の二条)の最小化に基づく。前年度より開始した数値データに対するデータ解析の知見を基に、平成22年度は実験データに対して本研究のデータ解析手法の有効性を検証した。即ち接合梁に人為的に4段階の損傷(段階が上がるごとに損傷の程度は大きい)を加え、それぞれの損傷段階の計測データに対して本研究のデータ解析手法を適用した。その結果、損傷レベル3以上では、μの同定値に明らかな低減が見られ、損傷箇所の特定とμ値の低減同定に役立つことが分かった。しかしkの同定値は、振動しておりk値の低減を明確に特定するだけの信頼性は得られなかった。有効性の検証に関しては、本研究のデータ解析手法は、実用的な手法になり得るとの結論である。

This study is aimed to investigate the relationship between the basic structure of bridges and the non-destructive damage of joint beams. Measure the inherent value and vertical component of the fixed number in about 3~5 degrees. The equation of vibration of the joint beam is obtained by using the method of analysis. The bridge damage is reduced by the coefficient of the equation. The coefficient k μk. The stiffness of the joint is equivalent to the stiffness of the shaft. The method of theoretical analysis is used to minimize the residual value of the equation. In the past year, the number of data analysis methods has been verified, and in the past year, the number of data analysis methods has been verified That is to say, the artificial damage of the joint beam is 4 stages (the damage degree of the stage is higher than that of the stage). The analysis method of the damage stage is suitable for this study. The result of damage is more than 3, the same value of μ is less than 3, the specific value of damage is less than 3, the same value of μ is less than 3, the same value of damage is less than 3, the same value of damage is less than 3, the same value is less than 3 The same value of k, vibration, k, decrease of k, specific value of k, and reliability are obtained. There is a relationship between the nature of the evidence, the analysis method of this study, and the method of the actual use.

项目成果

Inverse Spectral Problem for Identifying Damage in Steel-Concrete Composite Beams

用于识别钢-混凝土组合梁损伤的逆谱问题

• 发表时间: 2010
• 作者: 中村玄

Numerical method for detecting damage in a steel-concrete composite beam by finite eigenvalue measurements

通过有限特征值测量检测钢-混凝土组合梁损伤的数值方法

• 发表时间: 2009
• 作者: Shuichi Jimbo;Antonino Morrasi;Gen Nakamura;Kenji Shirota
• 通讯作者: Kenji Shirota