Building damage evaluation method under earthquakes using existing gas meters

利用现有燃气表进行地震下建筑物损坏评估方法

基本信息

批准号：
22H01639
负责人：
佐藤大樹
金额：
$ 10.48万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

近年，地震直後においても事業継続を行えることが求められている。そのためには地震時の建物の損傷を早急に評価する必要がある。一般的には加速度計などを用いて地震前後の建物特性の変化を観察する，いわゆる構造ヘルスモニタリングと呼ばれる手法が用いられている。これは，地震後に人間による被害観察に比べれば遙かに迅速で有用な手法である反面，建物内に構造ヘルスモニタリング用の専用機材を設置する必要がある。そのため初期費用だけでなく，維持管理費用が大きな足かせとなり普及率は低い。そこで本研究課題ではこの問題を解決するために，既存のガスメーターを利用した地震時における建物損傷評価手法の構築を行う。今年度は，実建物データを基にデータベース詳細な３次元部材モデルで柱や梁，壁や床などをモデル化したRCマンションモデルを作成した。地震応答をシミュレーションする際に用いる地震波を選定し，時刻歴応答解析を実施した。解析結果から各RCマンションモデルの損傷を分析した。ガス遮断をすることに特化して開発された剛体球式感震器方式のガスメーターを用いて，様々な振幅や振動数の正弦波による振動台実験を実施した。振動台には高性能の加速度計も設置し，その値と比較することで剛体球式感震器方式ガスメーターの振動感知性能およびそのバラツキを確認・評価した。さらにRCマンションモデルを用いた複数の地震波による時刻歴応答解析から得られる各階での応答波形を用いて，振動台実験を実施し，地震時における剛体球式感震器方式のガスメーターのガス遮断スイッチの発生条件について詳細に分析した。またガスメーターの取り付け角度を変更した振動台実験を実施し，取り付け角度の違いによるガスメーターガス遮断スイッチの発生条件のバラツキについても明らかにした。

近年来，地震发生后仍能立即继续营业已成为必要。为此，有必要快速评估地震期间建筑物的损坏程度。通常采用一种称为结构健康监测的方法，即使用加速度计和其他设备来观察地震前后建筑物特性的变化。虽然这是比地震后人体损伤观测更快、更有用的方法，但它需要在建筑物内部安装特殊设备来监测结构健康。因此，不仅初始成本，维护和管理成本也是主要障碍，导致渗透率较低。为了解决这个问题，该研究项目将开发一种利用现有燃气表评估地震期间建筑物损坏的方法。今年，我们创建了一个 RC 公寓模型，使用基于实际建筑数据的数据库详细 3D 成员模型对柱、梁、墙壁、地板等进行建模。我们选择地震波来模拟地震响应并进行时程响应分析。根据分析结果对每个 RC 公寓模型的损坏情况进行了分析。我们使用专门为燃气切断开发的刚性球地震传感器式燃气表，使用各种振幅和频率的正弦波进行了振动台实验。振动台上还安装了高性能加速度计，通过与这些值的比较，我们确认和评估了刚性球地震气体计的振动传感性能及其变化。此外，我们还利用RC公寓模型通过多次地震波的时程响应分析获得的各楼层的响应波形进行了振动台实验，详细分析了这种情况发生的条件。我们还对燃气表不同安装角度进行了振动台实验，明确了燃气表燃气切断开关因安装角度不同而发生情况的变化。