2015 Fiscal Year Research-status Report
長周期地震動に対する建物のフィードフォワード振動制御システムの開発
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25420604
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| Research Institution | Taisei Technology Center, Taisei Corporation. |
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Principal Investigator |
長島 一郎 大成建設株式会社技術センター, その他部局等, その他 (10374042)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | フィードフォワード制御 / アクティブ制御 / 地震動予測 / 長周期地震動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
巨大地震発生時に生成される長周期地震動を主たる対象として、超高層ビルや免震構造物の耐震安全性や機能性を、従来の免震・制振技術と比べて格段に向上させる次世代アクティブ制御システムを開発するため、今まで殆ど検討が行われて来なかった、地震動に対するフィードフォワード制御に焦点を当てた研究を行っている。
長周期地震動を対象とした超高層ビルの共振応答を制御する目的で、2011年東北地方太平洋沖地震の際に観測された地震観測記録を用いて、アクティブ・マス・ダンパーを用いたフィードフォワード制御の効果と実装方法を検討した。フィードフォワード制御で用いる予測入力地震動の共振周波数帯のフィルター波形を、建物建設地点の観測波形から正弦波で近似・推定する簡易法を提案した。簡易法はフィードバック制御に比べて制御効果の改善が見られるが、理想的なフィルター波形を用いるフィードフォワード制御に比べて、位相・振幅にずれが生じる部分では、制御効率の低下が見られた。共振周波数帯の波形をリアルタイムに抽出する方法の改善が課題である。
一方、免震システムについては、免震層で地震動の動きをキャンセルする制御（以下、絶対制振と呼ぶ）と、フィードフォワード制御の利点を生かした制御法を考察するため、昨年度実施した絶対座標系でのフィードフォワード制御の定式化に基づいて、１質点振動系を対象として、フィードフォワード制御力を決定する数式表現を誘導した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
長周期地震動を対象として、予測地震動を用いた制御法を開発し、更に予測地震動を簡易に推定する方法の提案まで行ってきた。当初の目的である超高層ビルと免震建物へのフィードフォワード制御の適用性を検証できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
免震システムを対象として、絶対制振とフィードフォワード制御の関係の解明と、両者の利点を生かした制御法の開発。
超高層ビルの共振応答制御に対して、建物観測地点の観測波形から共振成分を近似・推定する方法の改善と、予測地震動の時間長を低減する手法の開発。
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