GPS技術を利用した未来型都市防災システムの構築

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12875100
• Research Institution: Tokyo Polytechnic University
• Principal Investigator: 田村 幸雄 東京工芸大学, 工学部, 教授 (70163699)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 趙 康杓 東京工芸大学, 工学部, 研究助手 ; 吉田 昭仁 東京工芸大学, 工学部, 助手 (90329219) ; 菅沼 信也 東京工芸大学, 工学部, 講師 (80267533)
• Keywords: GPS測位 / RTK-GPS / 応答モニタリング / 風応答 / 都市防災システム / 健全性評価 / 台風 / FEM解析

Research Abstract

昨年度までの実験的検証によって、RTK-GPSの観測可能振幅レベル、振幅分解能、周波数分解能等の基礎資料が整理できた。本年度は,高さ108mの鉄塔上にGPSユニツトを設置し、地震時および強風時の応答観測を行い,観測可能レベル、周波数分解能,使用に当たっての種々の制約や問題点の抽出を行った。日照や強風等の影響のない夜間の鉄塔静止位置を長期間にわたって観測し、その平均的な位置を厳密なゼロ点とした。これを基準にして、日照による熱変形の把握、台風時の挙動等をとらえることができた。強風時の応答からは、観測振幅の範囲では高周波数領域でのノイズレベルがやや高いが、加速度計による観測結果との十分な整合性が確認でき、以下の事柄が明らかとなった。つまり、(1)GPSにより動的変位のみならず,静的変位成分も計測可能である。(2)現状のGPSにより、固有振動数2Hz以下、つまり建物高さ約30m以上の建物が、振幅2cm以上の振動をしているときに計測が可能である。したがって、(3)10m高さでの平均風速が春一番程度の15m/sの場合、建物高さ80m以上、平均風速が台風なみの25m/sのときは、建物高さが60m以上で観測が可能である。次いで、GPSを利用して、都市建物群の健全性を管理する手法の検討のため、設計図書に基づきFEM解析モデルを作成し、固有値解析等でその妥当性を検討した上で、GPS変位時の任意部材の応力の時刻歴をモニタリングするシステムを構築した。未だ初歩的であるが、GPSによる都市建物群の性能モニタリング手法を開発し、未来型都市防災システムの在り方を示し得た。

Research Products

• [Publications] 吉田昭仁: "RTK-GPSを用いた鉄塔の風応答変位測定"日本建築学会大会学術講演梗概集. 関東. 211-212 (2001)
• [Publications] Y.Tamura: "Measurement of wind-induced response of buildings using RTK-GPS"The Fifth Asia-Pacific Conference on Wind Engineering. APCWEV. 93-96 (2001)