報告書番号

N08042

タイトル（和文）

鉄筋コンクリート造低層建物を対象とした常時微動による損傷検出

タイトル（英文）

Ambient vibration-based damage detection of a low-rise reinforced concrete building

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

構造ヘルスモニタリングの一手法として，大型構造物を対象とした振動計測に基づく損傷探査法の損傷指標を評価するため，既存の鉄筋コンクリート低層建物の常時微動計測を実施した。実験では， 5日間，10段階に分けて30枚の壁を順次切断することで，実在の4階事務所建物に損傷を与えた。同時に，建物の32箇所で常時微動計測を壁への損傷工事の3週間前から開始し，4週間にわたるデータを取得した。この4週間の常時微動データを解析して，建物の固有振動数，減衰定数および固有モードなどの振動特性を連続的に推定し，壁への損傷や常時の環境条件に依存した振動特性の変化の傾向を調べた。本研究で得られた成果は以下の通りである。 (1)10段階の壁面損傷の期間における振動特性の経時データを完全に得ることができた。これらのデータは振動計測に基づく損傷探査法の貴重な実測データであるといえる。 (2) 3つの振動特性は互いに異なる変化の傾向を示し，その変化は壁面の損傷位置と固有ベクトルの形状に依存することを明らかにした。 (3) 建物全体における損傷位置を探索する指標としてモード層剛性を提案した。対象建物の固有値と固有ベクトルの経時データに適用して得たモード層剛性の経時データによって，建物内の損傷壁面の位置を正確に推定することができた。

概要 （英文）

In-situ ambient vibration test of an existing low-rise (four-story) reinforced concrete building are conducted to evaluate damage index of vibration based damage detection as structural health monitoring for a large civil structure. In the test, ten-staged removing of a total 30 walls in consecutive five days resembled damage on the low-rise building.Simultaneously the ambient vibration has been successively measured on 32 point of the whole of the building for four weeks, which is started before three weeks of the wall damaging construction process. The modal parameters, such as natural frequency, damping ratio, and modal participation vectors, are identified from the four weeks ambient vibration records, and changes of the modal parameters which are affected by the wall damage process and ambient fluctuation are also investigated. The results of the study are summarized as follows: (1) The transition of the modal properties are perfectly obtained during the 10 time steps of the wall damage process, which are useful to confirm the vibration based damage detection; (2) Three different natural frequencies shifts differently one another, whose transitions are strongly related with the locations of the damaged walls and the shape of the corresponding modal participation vectors; (3) A modal story stiffness are newly proposed to detect damage location of the whole of the building, which can be well-detected the location of the cut wall from the transition of the modal properties and the modal participation vectors.

報告者

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