| 研究課題/領域番号 |
20H02301
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
小檜山 雅之 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (10333577)
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| 研究分担者 |
西 宏章 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00365470)
高橋 正樹 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (10398638)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
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| キーワード | 制震 / 協調制御 / 事業継続 / レジリエンス / 設備 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
建物と設備の振動制御により、機能維持だけでなく復旧時間の短縮までを考慮することで、総合的なレジリエンス性能を向上できるか明らかにする。具体的には以下の４項目を解明する。
①復旧時間を短縮する振動制御のためのセンサー・アクチュエーターの設置位置
②制御系設計に適した損傷‐復旧モデル
③復旧時間を短縮する制御系設計法とその有効性
④機能維持性と早期修復性の双方を考慮した建物・設備の協調制御手法とその有効性
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| 研究成果の概要 |
医療施設を対象にレジリエンス性能を向上する制御系設計法を開発した。設備機器の地震被害と復旧情報から、フラジリティ曲線と復旧時間の確率モデルを構築した。想定地震動に対する復旧確率の時間推移を表す復旧曲線を用いてレジリエンス性能を最大化するLQR制御パラメータを探索する制御系設計法を提案し、有効性を検証した。
また、データセンターを対象に、サーバの地震応答を予測し、閾値超過確率に基づき仮想マシン等を待機系に移行し機能維持を図るウォームスタンバイ法の開発を行った。
加えて、機能維持や早期復旧のボトルネックとなる高置水槽をスロッシングダンパーとして活用し、レジリエンス性能を高める制震システムを開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで、土木・建築・機械構造物の地震対策技術としてアクティブ・セミアクティブ制御の研究は広く行われているが、地震後の復旧のフェーズまで視野に入れて制御系の設計を行っているものは存在しなかった。
そのような背景のもと、本研究は建築・機械の構造振動制御分野と情報・通信技術分野の研究者が連携して、機能維持から復旧まで総合的なレジリエンス性能の向上を目指し構造制御を行う制御手法や情報システム、制震装置の開発に取り組んだ。
新規性・独創性が高く、新たな地震防災技術を切り拓いたと考えられる。
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