建築構造物の制震システムに関する理論的・実験的研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08555141
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 鈴木 祥之 京都大学, 防災研究所, 助教授 (50027281)
• 研究分担者: 加賀谷 博昭 川崎重工業(株), 電子制御技術開発センター, 研究員 ; 玉木 利裕 川崎重工業(株), 鉄鋼事業部橋梁技術総括部, 部員(研究職) ; 山本 雅史 竹中工務店, 技術研究所, 研究員 ; 杉江 俊治 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80171148) ; 藤原 悌三 京都大学, 防災研究所, 教授 (10026031)
• キーワード: 制震システム / 実大構造物 / 建物模型 / 制震実験 / 構造物同定 / 制御アリゴリズム / 極配置法 / H^∞制御理論

研究概要

本研究は、大地震時にも適用し得る制御効率の良いアクティブ構造制御システムの理論的開発と模型および実大構造物を用いた振動実験による検証を実施し、制震システムの技術開発を行った。平成8年度では、構造制御理論および制御アリゴリズムに関する理論開発と実大構造物による検証的実験を行ってきたが、平成9年度では、建物模型を製作して,振動台による制震実験を加えて研究を進めてきた。
1)地震のような不規則な外乱を受ける建築構造物を対象にして、構造物系に含まれる種々の不確定、不規則性を考慮したパラメータ同定および応答推定法を導き、数値解析的検証と実験的検証を併せて行った。
2)制震システムの検証のため、建物模型試験体を用いて振動台による2方向平加振実験を実施した。同定結果から構造物モデルを構成し、従来よく用いられてきたLQ,LQGや極配置法などの制御則による実験を行い、制震効果の比較検証を行った。
3)地震や構造物系に含まれる不確定要因を考慮すれば、安定でかつロバスト性の高い制御アリゴリズムが適しており、H^∞制御理論などに基づく種々の制御アリゴリズムによる制震実験を実施し、これらの制御アリゴリズムの安定性と制御性能を調べた。
4)また、AMDのストロークなどの制約条件を考慮した可変ゲイン制御法を開発するとともに実大構造物および振動台での建物模型を用いて実験的に検証し、大地震における制震システムの可能性を検討した。

研究成果

• [文献書誌] 鈴木祥之: "鋼構造実大試験架構を用いたアクティブ制震実験システム" 日本建築学会近畿支部研究報告集. 第37号. 133-136 (1997)
• [文献書誌] 鈴木祥之: "鋼構造実大試験架構の同定とLQ・LQGによる制震実験" 日本建築学会近畿支部研究報告集. 第37号. 137-140 (1997)
• [文献書誌] 山本雅史: "極配置法に基づく鋼構造実大試験架構のアクティブ制震実験" 日本建築学会近畿支部研究報告集. 第37号. 141-144 (1997)
• [文献書誌] 鈴木祥之: "筋かい付き木造軸組の耐力と変形性能の評価" 日本建築学会近畿支部研究報告集. 第37号. 325-328 (1997)
• [文献書誌] 鈴木祥之: "実大構造物のアクティブ・マス・ダンパーによる制震実験.その1.同定と地震波加振" 京都大学防災研究所年報. 第40号. 83-93 (1997)
• [文献書誌] 鈴木祥之: "実大構造物のアクティブ・マス・ダンパーによる制震実験.その2.制御則と制震効果" 京都大学防災研究所年報. 第40号. 95-106 (1997)
• [文献書誌] Suzuki,Y.: "Structural Control Experiments of Full-Scale Specimen Frame Using LQ and LQG Control Systems" Proceedings of 7th International Conference on Computing in Civil and Building Engineering. 1323-1328 (1997)
• [文献書誌] Yamamoto,M.: "Full-Scale Structural Control with Earthquake Generator Syatem and Pole Assignment Control Algorithm" Proceedings of 7th International Conference on Computing in Civil and Building Engineering. 1329-1334 (1997)
• [文献書誌] Kagaya,H.: "Active Seismic Response Control of A Building Structure Using H-infinity Control Theory" Proceedings of 7th International Conference on Computing in Civil and Building Engineering. 1335-1340 (1997)
• [文献書誌] Suzuki,Y.: "Active Control Experiments of Full-scale Specimen Frame with Earthquake Response Generator System" Proc : of Japan-China Joint Workshop on Prediction and Mitigation of Seismic Risk in Urban Region. 207-216 (1997)
• [文献書誌] Suzuki,Y.: "Seismic Response Control of Unsymmetrical Space Structures Using Active Mass Damper" Proc.of International Symposium on Natural Disaster Prediction and Mitigation. (印刷中). (1997)
• [文献書誌] 鈴木祥之: "地震応答に基づく建築構造物の同定-部分空間の適用-" 第41回システム制御情報学会研究発表講演会. 241-242 (1997)