2013 Fiscal Year Research-status Report
動的縮約モデルを用いた柔床・多構面モデルの非線形システム同定法
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25420596
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
吉富 信太 立命館大学, 理工学部, 准教授 (30432363)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | システム同定 / 木造建物 / 柔床 / 多構面 |
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| Research Abstract |
本年度は，木造建物を想定した構造モデルに対するシステム同定法の理論構築を行った．これまでに建築構造物を対象とした様々なシステム同定法が提案されている．しかしながら，対象と指定建物や，多層のせん断型モデルとしてモデル化されているものが多く，建物個別の特性を考慮したモデルに対するシステム同定法の構築は十分なされていない．
本研究で対象とする木造建物は，剛床ではなく床そのものが変形するため，各構面が個別の挙動をする．このような特性を考慮した柔床・多構面モデルを対象として，各構面および床の剛性・減衰の物理特性を同定するための方法について検討した．最小二乗法に基づいて，運動方程式の誤差が最小になるように，剛性・減衰を推定する方法を提案し，数値例題で妥当性を検証した．各構面ごとの剛性・減衰を個別に推定する分割法と，全構面のパラメターを同時に求める一括法を提案した．建物が塑性化しない場合には，提案手法で高精度な同定が可能であった．
また，木造建物は，一般的に比較的小さな変形から塑性化するという非線型挙動が無視できない．そこで，建物の非線型挙動を考慮して，増分形式で表現した同定法も提案した．
本研究で提案するシステム同定法が確立すれば，木造建物の各構面単位での物理特性を明らかにできるため，地震時の損傷部位の特定に役立つと考えられる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は，当初の計画通り，木造建物の特徴を考慮した柔床・多構面モデルを対象としたシステム同定法の基礎理論を構築した．具体的には，構造モデルを用いて時刻歴応答解析を行い，得られた各構面の時刻歴応答波形を用いて，各構面の剛性・減衰等の物理特性を明らかにする手法である．シミュレーションに基づく数値例題により，提案手法の妥当性を確認している．本手法の妥当性が確認されれば，多層・多スパン構造への拡張も容易である．
木質構造物の解析モデルとして，柔床・多構面モデルはよく用いられるが，このようなモデルを対象としたシステム同定法についてこれまでに提案された例はなく，極めて有用な成果であるといえる．したがって，本年度の成果としては順調であると判断できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降は，本年度の研究成果をさらに拡張して，多層・多スパンモデルに対するシステム同定法を確立する．その進捗と同時並行的に，非線型モデルのシステム同定法の確立を目的とする．そのために重要なのが，理論的背景に基づく手法を提案することである．
提案手法の妥当性を確認するために，まずはシミュレーションによる数値例題を用い，さらに小型模型を用いた振動台実験や実建物の振動を計測した実測データを用いた検討を行う予定である．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本年度は理論の構築と解析によるシミュレーションに重点を置き，検証用実験については計測環境の整備と予備実験を実施した．本実験の計画遂行を次年度以降とし，実験に必要な費用として次年度に使用することとしたため．
次年度は，理論の構築に加え，実験による検証の計画も並行して進める．今年度の未使用分も含めた次年度の予算で，想定している実験のための予備実験等，本実験の準備等に使用する予定である．
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