極限的断層近傍地震動を受ける剛体及び建物のロッキング振動と転倒限界の解明

阐明遭受极端近断层地震作用的刚体和建筑物的摇摆振动和倾覆极限

• 批准号: 17J00407
• 负责人: 鍋島 国彦
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J00407/
• 关键词: 剛体; ロッキング応答; 転倒限界; 物理パラメター同定; 捩れ振動

本年度における研究成果は，1)水平軸回りの問題である「剛体の転倒限界に関する研究」，2)鉛直軸回りの問題である「偏心を有する建物の物理パラメタ―同定」に関する研究，の2つに分けられる．以下，それぞれについて詳述する．1) 前年度で構築した剛体の転倒限界理論の妥当性を検証するために，木製ブロックを用いた模型実験を行った．模型実験は自由振動実験と1サイクル正弦波加振実験の2段階に分けて行った．自由振動波形の周期，および回転角の各ピークとの関係から，本試験体の幅高さ方向の質量分布がほぼ一様であることを確認し，理論構築時に設けた仮定にほぼ適合することを確認した．そこで，時刻歴応答解析より得られる自由振動波形とのフィッティングから試験体の反発係数を推定し，それを用いて1サイクル正弦波加振時における転倒限界加速度振幅を推定した．1サイクル正弦波加振実験結果との比較から，提案手法により算出・補正した転倒限界加速度振幅との相対誤差は約10％～15％であることを確認した．2) 前年度で構築した物理パラメター同定手法を二軸偏心建物に適用できるように拡張し，1階と最上階の観測データのみによる同定を可能とした．この手法では，既知情報として与えた水平方向1次のモード形に基づいて全階の水平方向1次モード応答を推定し，それらを同定に用いる応答データとしている．そのため，懸念される問題点として，近接モードの影響によるモード応答の推定誤差の増大，およびそれに伴う同定精度の低下が挙げられ，この点については今後の課題とする．構築した同定手法の精度を検証するために，入力方向と振幅レベルを実験変数として小型模型実験を行った．入力方向に対する依存性や振幅依存性が若干認められたものの，試験体の設定値に対する同定値の相対誤差は概ね10％以内に収まり，本手法が概ね良好な精度を有することを確認した．

Research achievements this year に お け る は, 1) horizontal axis back り の problem で あ る "rigid の planning down limit に masato す る research", 2) the vertical shaft back り の problem で あ る "eccentric を す る building の physical パ ラ メ タ - with" に masato す る research, の 2 つ に points け ら れ る. Below, それぞれに それぞれに て て て elaborates on する. 1) before the annual で build し た rigid-body の planning down limit theory の justice を 検 card す る た め に, wooden ブ ロ ッ ク を with い た model be 験 を line っ た. Model experiment: free-form vibration experiment: と1サ <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> sinusoidal wave vibration experiment: <s:1> 2 orders に けて rows った. Free vibration waveform の cycle, お よ び planning back Angle の each ピ ー ク と の masato is か ら, this test body の high さ direction の mass distribution が ほ ぼ a others で あ る こ と を confirm し, set theory when constructing に け た 仮 set に ほ ぼ suitable す る こ と を confirm し た. そ こ で, always bearing 応 a parsing よ り have ら れ る free vibration waveform と の フ ィ ッ テ ィ ン グ か ら test body の presumption against 発 coefficient を し, そ れ を with い て 1 サ イ ク ル sine wave and vibration when に お け る planning down limit acceleration amplitude を presumption し た. 1 サ イ ク ル sine wave and be 験 results と の is か ら, proposal gimmick に よ り, calculate the corrected し た planning down limit acceleration amplitude と は polices の phase error is about 10% ~ 15% で あ る こ と を confirm し た. 2) annual で before constructing し た physical パ ラ メ タ ー biaxial eccentric structures with fixed technique を に applicable で き る よ う に company, zhang し, 1 order on order の と most 観 measuring デ ー タ の み に よ る with fixed を may と し た. こ の gimmick で は, already know intelligence と し て and え た horizontal one の モ ー ド form に base づ い て full order の horizontal one モ ー ド 応 a presumption を し, そ れ ら を with fixed に い る 応 answer デ ー タ と し て い る. そ の た め, suspense さ れ る problem point と し て, nearly meet モ ー ド の influence に よ る モ ー ド 応 の raised a presumption の error is big, お よ び そ れ に with う with accuracy of low の が 挙 げ ら れ, こ の point に つ い て は の topics in future と す る. Build し た with fixed technique の precision を 検 card す る た め に, into the force direction と amplitude レ ベ ル を be 験 - several と し て small model be 験 を line っ た. Into force direction に す seaborne る dependency や amplitude dependency が several recognition め ら れ た も の の, test body の set numerical に す seaborne る with fixed numerical の phase error は seaborne almost ね within 10% に 収 ま り, the tactics are good ね な が precision を have す る こ と を confirm し た.

项目成果

Closed-form rocking vibration of rigid block under critical and non-critical double impulse

临界和非临界双脉冲作用下刚性块闭式摇摆振动

• DOI: 10.1504/ijeie.2017.10004314
• 发表时间: 2017
• 期刊: Int. J. Earthquake and Impact Engineering
• 作者: R.Taniguchi;K.Nabeshima;K.Kojima and I.Takewaki
• 通讯作者: K.Kojima and I.Takewaki

剛性偏心を有する建物の周波数領域における物理パラメター同定

刚性偏心建筑物频域物理参数辨识

• 发表时间: 2018
• 作者: Taniguchi Ryo;Nabeshima Kunihiko;Kojima Kotaro;Takewaki Izuru;K.Nabeshima and I.Takewaki;鍋島国彦;鍋島国彦
• 通讯作者: 鍋島国彦

Frequency-domain physical-parameter system identification of building structures with stiffness eccentricity

刚度偏心建筑结构频域物理参数系统辨识

• DOI: 10.3389/fbuil.2017.00071
• 发表时间: 2017
• 期刊: Frontiers in Built Environment
• 影响因子: 3
• 作者: 原田千聡、鍵 直樹、西岡芙実;東 賢一;柳宇;大澤元毅;金 勲、長谷川兼一;萬羽郁子;K.Nabeshima and I.Takewaki
• 通讯作者: K.Nabeshima and I.Takewaki

剛性偏心を有する建物の周波数領域における物理パラメター同定手法

刚性偏心建筑物频域物理参数辨识方法

• 发表时间: 2018
• 作者: Taniguchi Ryo;Nabeshima Kunihiko;Kojima Kotaro;Takewaki Izuru;K.Nabeshima and I.Takewaki;鍋島国彦
• 通讯作者: 鍋島国彦

断層近傍地震動を受ける剛体の転倒限界及びロッキング応答の閉形表現

近断层地震作用下刚体倾覆极限与摇摆响应的闭式表达

• 发表时间: 2017
• 作者: Taniguchi Ryo;Nabeshima Kunihiko;Kojima Kotaro;Takewaki Izuru;K.Nabeshima and I.Takewaki;鍋島国彦;鍋島国彦;鍋島国彦
• 通讯作者: 鍋島国彦