ケーブルを用いた既存天井における制震補強方法に関する研究

平成26年度は，提案する補強方法の適用を検討するために必要となる天井材の危険度評価法に関する研究を行った．危険度評価を行うことにより落下時に人命に危害を及ぼす危険性のある天井とそうでない天井とを線引きすることができ，人命保護が確保された天井に対してはじめて機能維持を目的とした提案する補強工法の適用を検討することができる．危険度は天井落下時に発生する衝撃力と人体耐性を比較して評価する．危険度評価法において重要な課題として挙げられるのが，天井材の衝撃荷重の計測である．天井材は一般的に衝突時に脆性的な破壊を示す場合が多いため，天井材と人頭模型の衝突実験では人頭模型下に設置したロードセルで荷重を計測している．そのため，衝撃面で発生する荷重と人頭模型を伝わってロードセルで計測される荷重には何らかの差異が生じていると考えられる．そこで，本研究では逆問題解析手法を適用することで，天井材落下実験において人頭模型下のロードセルで記録した荷重から衝撃面での荷重を同定した．本研究業績を纏めると以下の通りである．(1)真の衝撃荷重と計測荷重の間の関係を逆問題としてとらえ，システムの特性を知るためインパクトハンマによる打撃試験により5種類の伝達関数を評価した．その結果，本実験環境においては，ウィーナフィルタ理論を用いて算出した出力に含まれる誤差の影響を最小にする伝達関数が最も精度良く最大衝撃荷重を推定できることを示した．(2)人頭模型下に設置したロードセルの記録から衝突面の衝撃力を逆解析により推定した．さらに，衝撃点直下に圧電型パッドセンサを挿入した状態で実験を行い，その最大値を上記逆解析による推定値と比較することで逆解析の妥当性を示した．(3)既に得られている過去の実験データに対し，上記逆解析を適用し各種天井材の落下高さと最大衝撃荷重の関係を明らかにした．

平成26年度は，提案する補強方法の適用を検討するために必要となる天井材の危険度評価法に関する研究を行った．危険度評価を行うことにより落下時に人命に危害を及ぼす危険性のある天井とそうでない天井とを線引きすることができ，人命保護が確保された天井に対してはじめて機能維持を目的とした提案する補強工法の適用を検討することができる．危険度は天井落下時に発生する衝撃力と人体耐性を比較して評価する．危険度評価法において重要な課題として挙げられるのが，天井材の衝撃荷重の計測である．天井材は一般的に衝突時に脆性的な破壊を示す場合が多いため，天井材と人頭模型の衝突実験では人頭模型下に設置したロードセルで荷重を計測している．そのため，衝撃面で発生する荷重と人頭模型を伝わってロードセルで計測される荷重には何らかの差異が生じていると考えられる．そこで，本研究では逆問題解析手法を適用することで，天井材落下実験において人頭模型下のロードセルで記録した荷重から衝撃面での荷重を同定した．本研究業績を纏めると以下の通りである．(1)真の衝撃荷重と計測荷重の間の関係を逆問題としてとらえ，システムの特性を知るためインパクトハンマによる打撃試験により5種類の伝達関数を評価した．その結果，本実験環境においては，ウィーナフィルタ理論を用いて算出した出力に含まれる誤差の影響を最小にする伝達関数が最も精度良く最大衝撃荷重を推定できることを示した．(2)人頭模型下に設置したロードセルの記録から衝突面の衝撃力を逆解析により推定した．さらに，衝撃点直下に圧電型パッドセンサを挿入した状態で実験を行い，その最大値を上記逆解析による推定値と比較することで逆解析の妥当性を示した．(3)既に得られている過去の実験データに対し，上記逆解析を適用し各種天井材の落下高さと最大衝撃荷重の関係を明らかにした．