JP6001740B1 - 構造物の伝達関数の高精度評価・地震応答予測・劣化診断システム及びその方法 - Google Patents
構造物の伝達関数の高精度評価・地震応答予測・劣化診断システム及びその方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
前記振動方向伝達関数及び前記寄与伝達関数は、以下の式:
前記第4のフーリエスペクトルに基づいて、前記応答部における地震加速度データを算出することにより、前記設定した地震動に対する、前記応答部における応答予測を行うステップと、をさらに実行することを特徴とする。
以下、本発明に係る伝達関数の算出方法について説明する。図3は、本発明に係る伝達関数を算出するためのシステムを例示する。図3には、構造物30に設けられ、地震による3方向(X,Y,Z方向)の地震加速度データを測定し、記録・出力する複数の地震計10と、有線又は無線通信を介して各地震計10から地震加速度データを受信可能に構成されたコンピュータ20と、を備えたシステム100が示されている。
{SA}=[SB]{T} (式6)
以下、本発明の実施例1に係る伝達関数を用いた構造物の地震応答予測方法を説明する。図12は、本発明の実施例1に係る地震応答予測におけるコンピュータの処理フローを示す。本実施例1では、構造物の基礎部で地震動を設定した場合における構造物の天端の地震応答を予測する。本実施例1では、図13に示すダム(重力式コンクリートダム、堤高79.2m、堤頂長296.0m)を、地震応答予測を行う構造物として用いる。図13に示すように、ダムの基礎部及び天端には地震計が設置されており、地震計には過去の地震で多数の地震加速度データが記録されている。
以下、本発明の実施例2に係る伝達関数を用いた構造物の劣化診断方法を説明する。コンクリート構造物は、長年の自然環境下に暴露し、激しい気温変化や化学物の腐食や繰返し地震荷重を受けることなどにより、表層にある程度の劣化が発生し得る。ダムや橋梁などの重要な構造物に対して、劣化状況を早く把握し、対策を講じることが防災の視点でも、構造物の有効利用の視点でも非常に重要である。
コンピュータ 20
構造物 30
システム 100
Claims (8)
- 複数階有する構造物における基礎部と、前記構造物の前記基礎部を除く階における応答部とに少なくとも設けられ、少なくとも3回の地震によるX,Y,Z方向の地震加速度データを測定する複数の地震計と、
前記複数の地震計から前記地震加速度データを受信可能に構成されたコンピュータと、
を備えた、前記構造物の地震応答に関する伝達関数を算出するシステムであって、
前記コンピュータは、
前記複数の地震計から3回分の地震による地震加速度データを受信し、
前記3回分の地震による地震加速度データに基づいて、前記3回分の地震の各々について、前記応答部における地震加速度データの第1のフーリエスペクトルと前記基礎部における地震加速度データの第2のフーリエスペクトルとを算出し、
前記3回分の地震の各々における前記第1のフーリエスペクトル及び前記第2のフーリエスペクトルに基づいて、X,Y,Z方向毎の振動方向伝達関数と、X,Y,Z方向間の相互干渉による寄与伝達関数とを含む伝達関数を算出することを特徴とするシステム。 - Tii(i=X,Y,Z)をi方向の振動方向伝達関数とし、Tijを前記応答部のi方向の地震応答に対する前記基礎部のj方向の振動(j=X,Y,Z;i≠j)による寄与を示す寄与伝達関数とすると、
前記振動方向伝達関数及び前記寄与伝達関数は、以下の式:
- 前記コンピュータは、さらに、
ユーザ入力に基づいて前記基礎部に入力する地震動を設定し、
前記設定した地震動の地震波形により前記基礎部における地震加速度に関する第3のフーリエスペクトルを算出し、
前記第3のフーリエスペクトルに対して、前記システムによって算出された前記振動方向伝達関数及び前記寄与伝達関数を適用することにより、前記応答部における地震加速度に関する第4のフーリエスペクトルを算出し、
前記第4のフーリエスペクトルに基づいて、前記応答部における地震加速度データを算出することにより、前記設定した地震動に対する、前記応答部における応答予測を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載のシステム。 - 前記コンピュータは、さらに、
過去の地震加速度データから前記システムによって算出された過去の伝達関数と、現在の地震加速度データから前記システムによって算出された現在の伝達関数とを比較することにより、前記構造物の劣化状態を診断することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のシステム。 - 複数階有する構造物における基礎部と、前記構造物の前記基礎部を除く階における応答部とに少なくとも設けられ、少なくとも3回の地震によるX,Y,Z方向の地震加速度データを測定する複数の地震計と、
前記複数の地震計から前記地震加速度データを受信可能に構成されたコンピュータと、
を備えたシステムにおいて、前記構造物の地震応答に関する伝達関数を算出する方法であって、前記コンピュータは、
前記複数の地震計から3回分の地震による地震加速度データを受信するステップと、
前記3回分の地震による地震加速度データに基づいて、前記3回分の地震の各々について、前記応答部における地震加速度データの第1のフーリエスペクトルと前記基礎部における地震加速度データの第2のフーリエスペクトルとを算出するステップと、
前記3回分の地震の各々における前記第1のフーリエスペクトル及び前記第2のフーリエスペクトルに基づいて、X,Y,Z方向毎の振動方向伝達関数と、X,Y,Z方向間の相互干渉による寄与伝達関数とを含む伝達関数を算出するステップと、
を実行することを特徴とする方法。 - Tii(i=X,Y,Z)をi方向の振動方向伝達関数とし、Tijを前記応答部のi方向の地震応答に対する前記基礎部のj方向の振動(j=X,Y,Z;i≠j)による寄与を示す寄与伝達関数とすると、
前記振動方向伝達関数及び前記寄与伝達関数は、以下の式:
- 前記コンピュータは、
ユーザ入力に基づいて前記基礎部に入力する地震動を設定するステップと、
前記設定した地震動の地震波形により前記基礎部における地震加速度に関する第3のフーリエスペクトルを算出するステップと、
前記第3のフーリエスペクトルに対して、前記システムによって算出された前記振動方向伝達関数及び前記寄与伝達関数を適用することにより、前記応答部における地震加速度に関する第4のフーリエスペクトルを算出するステップと、
前記第4のフーリエスペクトルに基づいて、前記応答部における地震加速度データを算出することにより、前記設定した地震動に対する、前記応答部における応答予測を行うステップと、
をさらに実行することを特徴とする請求項5又は6に記載の方法。 - 前記コンピュータは、
過去の地震加速度データから前記システムによって算出された過去の伝達関数と、現在の地震加速度データから前記システムによって算出された現在の伝達関数とを比較することにより、前記構造物の劣化状態を診断するステップをさらに実行することを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載の方法。
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