2006 Fiscal Year Annual Research Report
水平二軸非線形振動システムの自己学習型同定法に基づく建物の構造健全性診断法の開発
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18560542
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
栗田 哲 東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (90195553)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金澤 健司 電力中央研究所, 地球工学研究所, 主任研究員 (00371435)
前田 匡樹 東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (30262413)
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| Keywords | 構造健全性診断 / 損傷 / システム同定 / 非線形復元力 / 振動システム |
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| Research Abstract |
本研究は非線形復元力モデルの同定手法に自己学習機能を持たせた同定手法を提案し,それを研究分担者が作成に携わった耐震性能評価法に組み込み,部材の変形と応力を推定して建物の構造健全性を評価する手法の開発を行う。そのために、本年度は以下のことを行った。
(1)建物の自己学習型非線形振動システム同定手法の開発
本研究で扱う建物の振動モデルは,水平2方向の地震動を入力とする多質点系2軸非線形振動モデルである。このモデルを用いて建物の2軸非線形復元力特性の同定する手法の開発を試みた。その結果、提案したサブストラクチャ的システム同定手法の有効性を確証し、異方性二軸復元力が扱える修正MSSモデルと自己学習型同定手法の提案することが出来た。
(2)建物の損傷度と現有耐震性能評価法と構造健全性診断法の開発
「鉄筋コンクリート造建物の耐震性能評価指針(案)・同解説」(日本建築学会編,2004年度版)の部材の損傷度及び建物の現有耐震性能の評価法を本研究のシステム同定手法に組み込み,新しい構造健全性診断法の開発を試みた。初年度では特に、システム同定に基づく建物の健全性診断では、ステム同定の推定精度が診断結果を大きく左右することを受けて、システム同定の推定精度から健全性診断結果の信頼度を評価する手法を確率理論に基づいて提案を行った。
(3)検証用建物への地震計の設置と常時微動測定
本研究で提案する建物の構造健全性診断法の有効性を検証する建物として,東北大学構内に建設された免震実証建屋と総合研究棟を選定し、これらの建物に振動計を設置して常時微動と地震応答の連続観測を開始した。そして、観測記録から固有周期や剛性を同定し,建物の構造特性の日変動や地震時変動のモニタリングを継続的に行っている。その結果、地震前から地震時、そして地震後までの構造特性の変化が明瞭に捉えることに成功した。また、風による振動から構造特性を捉えることも可能であることが分かり、今まで着目されてこなかった風力の構造健全性診断法への活用が期待できる。
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