Development of an input identification based on nonlinear control for seismic waves inducing critical responses, with its experimental validation

本研究では、研究目的①：構造物の重篤応答を誘発する地震波の逆解析的同定とその発生の現実味の評価と②発生確率が高い重篤応答を誘発する地震波を用いた振動実験の有効性の検証、を実現する課題に取り組んでいる。具体的な内容は『課題A：構造物に生じ得る重篤応答の生成』、『課題B：非線形構造物に重篤応答を誘発する地震波の同定』、『課題C：同定された地震波を用いた振動実験』である。初年度は、課題Aと課題Bの基礎的検討を行った。課題Aの構造物に生じえる重篤応答を、構造物内に設置される機器の応答から決定する方法と、構造物の非線形履歴特性（トリリニア）を直接考慮することでその履歴を生じさせる応答を作成する基礎技術を構築した。実際に、対象とする単層・３層非線形構造物にこの想定される重篤応答を引き起こす入力波を、非線形制御手法であるNonlinear Signal-Based Controlで同定し、その入力波によってその重篤応答が実際に引き起こされることを確認した。なお、単層構造物の場合には、既知となっている応答と履歴特性に基づく力のつり合い式から，その応答を引き起こす入力波を同定できることを示した。一方，多層構造物の場合には，この力のつり合い式に基づく入力波同定はの適用が難しく、非線形制御手法による同定が適していることを示した。また，重篤応答の作成に用いる履歴特性や、その応答が生じえる階層を変更することで、異なる入力波が同定されることを実証した。同定されたそれぞれの入力波の特性（振幅、振動数成分）を評価することで、重篤応答が生じやすい階層や履歴特性を評価できることも併せて示した。

本研究では、研究目的①：構造物の重篤応答を誘発する地震波の逆解析的同定とその発生の現実味の評価と②発生確率が高い重篤応答を誘発する地震波を用いた振動実験の有効性の検証、を実現する課題に取り組んでいる。具体的な内容は『課題A：構造物に生じ得る重篤応答の生成』、『課題B：非線形構造物に重篤応答を誘発する地震波の同定』、『課題C：同定された地震波を用いた振動実験』である。初年度は、課題Aと課題Bの基礎的検討を行った。課題Aの構造物に生じえる重篤応答を、構造物内に設置される機器の応答から決定する方法と、構造物の非線形履歴特性（トリリニア）を直接考慮することでその履歴を生じさせる応答を作成する基礎技術を構築した。実際に、対象とする単層・３層非線形構造物にこの想定される重篤応答を引き起こす入力波を、非線形制御手法であるNonlinear Signal-Based Controlで同定し、その入力波によってその重篤応答が実際に引き起こされることを確認した。なお、単層構造物の場合には、既知となっている応答と履歴特性に基づく力のつり合い式から，その応答を引き起こす入力波を同定できることを示した。一方，多層構造物の場合には，この力のつり合い式に基づく入力波同定はの適用が難しく、非線形制御手法による同定が適していることを示した。また，重篤応答の作成に用いる履歴特性や、その応答が生じえる階層を変更することで、異なる入力波が同定されることを実証した。同定されたそれぞれの入力波の特性（振幅、振動数成分）を評価することで、重篤応答が生じやすい階層や履歴特性を評価できることも併せて示した。