電磁型可変減衰装置を用いた土木構造物の振動制御システムの開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650463
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 佐藤 忠信 京都大学, 防災研究所, 教授 (00027294)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): JUN Yang 中核的研究機関, 研究員 ; 本田 利器 京都大学, 防災研究所, 助手 (60301248) ; 澤田 純男 京都大学, 防災研究所, 助教授 (70187293) ; 鈴木 祥之 京都大学, 防災研究所, 助教授 (50027281)
• Keywords: 実時間ハイブリットシミュレーター / バリアブルダンパー / 免震 / 構造応答制御 / 模型実験

Research Abstract

近年、土木・建築構造物に対し、制震の技術が適応される例が多数報告されるようになってきている。また、今後も様々な構造物に対して、より高い耐震性能を付加するものとして制震機構が適応される機会が増加することが見込まれる。これに伴い様々な構造物や制御則、地動加速度レベルを自由に設定できる汎用性の高い簡便な実験システムの開発が必要となってくる。そこで、実大の制震装置に対しても、非定常な動的加力能力試験を簡便に行え、かつ様々な構造物を設定できる汎用性の高い実験システムとして、従来の模型構造物を用いる実証実験に、ディジタル・シグナル・プロセッサ(DSP)を組み合わせるハイブリッド震動制御シミュレーターを開発した。この開発により、計算機と実模型の間でデータのやり取りをオンラインで行う実時間ハイブリッド震動制御実験が可能となった。
一方、可変減衰装置(バリアブルダンパー)を用いたセミアクティブ制御は、駆動させる際のエネルギーがほとんど要らない、大きな装置を必要としないので設置するためのスペースをほとんど取らない、制御エネルギー源が絶たれても通常のパッシブダンバーとして稼動できる、といった長所をもっている。可変減衰装置を用いて、セミアクティブ制御方式で免震構造物を震動制御するための制御アルゴリズムを提案した。その制御則はパッシブ制御に比べ、小さな減衰力で同等の最大応答変位に抑え.ることができ、また免震層のベースシャ係数を大幅に軽減する事ができるなど、優れていることが数値解析により実証された。可変減衰装置としては、オイル型可変減衰装置と電磁型可変減衰装置の2種類を試作し、ハイブリッド震動制御シミュレーターを用いた実験でその有効性を実証した。

Research Products

• [Publications] 佐藤忠信・竹井賢二: "適応型カルマンフィルターの構築とその応用" 土木学会論文集. No.584/I-42. 163-173 (1998)
• [Publications] 佐藤忠信・菊川雅士: "非線形構造システム方程式の線形同定法" 土木学会論文集. No.584/I-42. 175-184 (1998)
• [Publications] Tadanobu SATO,Kai QI: "Structural System Identification Using the H∞ Filter" Structural Eng./Earthquake Eng.,JSCE. Vol.15,No.1. 73-84 (1998)
• [Publications] Tadanobu SATO,Kenji TAKEI: "Development of a Kalman Filter with Fading Memory" Proceedings of Structural Safety and Reliability. 387-394 (1998)
• [Publications] Tadanobu SATO,Kai QI: "Adaptive H∞ Filter:Its Application to Structural Identification" ASCE Journal of Engineering Mechanics. Vol.124,No.11. 1233-1240 (1998)