直下型大地震に対する都市施設耐震の為の柔制震構造の開発

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09234228
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 井上 豊 大阪大学, 工学部, 教授 (90027227)
• 研究分担者: 向井 洋一 大阪大学, 工学部, 助手 (70252616) ; 橘 英三郎 大阪大学, 工学部, 教授 (80029165)
• キーワード: 制震構造 / 免震構造 / アクティブブレースシステム / アクティブエアバッグシステム / 制御アルゴリズム / 離散型最適制御法 / 制御デバイス / フィードフォワード制御

研究概要

本研究では、特に都市直下型大地震時に予測される、過大な地震動入力ならびに衝撃入力を想定し、建築構造物が十分な耐震性能を発揮可能な装備として、構造物において耐力の不足する部分、あるいは地震動のエネルギーの集中する箇所に対して、衝撃緩和機構を持つ「柔制震構造システム」の開発を目的としており、柔制震構造システムの基本的な構成要素を定量的に明らかにするための検討を行った。
1.制震(振)構造システムの開発の現況についての資料を収集・分析した。
(1)免震構造システム
(2)受動型制震(振)構造システム
(3)能動型制震(振)構造システム
2.直下型地震動の特性ならびに構造物系の動特性の検討を行った。
(1)上下動成分を考慮した直下型地震動特性の検証
(2)地震動の上下動成分の影響を考慮した建築構造物系の動的応答特性の検討
(3)地盤特性や構造パラメータの非線形特性に関する検討と、これら未知パラメータを有するシステムへの適応性を有する制御アルゴリズムの構築
2.衝撃緩和機構を導入した制御系の特性評価を行った
(1)免震構造システムの適用に関する検討・所要性能の定量化
(2)制震構造システムの適用に関する検討・所要性能の定量化
2.衝撃吸収機構を免震・制震構造に導入した具体的なシステム構成について検討を行った。
(1)上下衝撃吸収・水平免震機構を有する免震支承システム
(2)アクティブ・エアバッグシステム
2.以上の検討結果を総合的に分析した上で、柔制震構造システムの基本的な構成要素に関する理論的・数値的検証を行い、柔制震構造システムの要求性能の定量化、さらに検討すべき点、並びに問題点の明示を行った。

研究成果

• [文献書誌] 井上豊, 古川忠稔 他: "拡張カルマンフィルタを用いた構造物のシステム同定" 第44回構造工学シンポジウム論文集. 44B発表予定. (1998)
• [文献書誌] 井上豊, 向井洋一 他: "アクティブブレース構造における制御力の有効分散化に関する検討-離散型最適制御法を用いた検証-" 第43回構造工学シンポジウム論文集. 43B. 151-164 (1997)
• [文献書誌] 橘英三郎, 井上豊 他: "予測誤差法による構造物の動的非線形特性の推定-バイリニア多層系せん断モデルの同定-" 第44回構造工学シンポジウム論文集. 44B発表予定. (1998)
• [文献書誌] 橘英三郎, 中山晶夫 他: "A Numerical Study of Dynamic Behaviour of Framed Buildings by Using Axially Soft Base-Isolator" Proc.of the 2nd Asia-Pacific Conf.on Shock & Impact Loads on Structures. 1. 411-418 (1997)
• [文献書誌] 向井洋一, 橘英三郎 他: "偏心を有する架構建築の地震応答に対する履歴ダンパーの適応効果" 第44回構造工学シンポジウム論文集. 44B発表予定. (1998)
• [文献書誌] 向井洋一, 橘英三郎 他: "アクティブ・エアバッグ式制震システムの開発に関する研究-実験装置の概要と予備実験-" 第43回構造工学シンポジウム論文集. 43B. 177-184 (1997)