鋼構造建物の損傷検知を目的とした魚骨形モデルの同定手法の構築

摘要

A vibration-based system identification procedure is proposed for detecting stiffness deterioration of beam-ends on a steel moment resisting frame building. In the procedure a mass-spring-stick typed fish-bone model is applied to the extended Kalman niter, and rotational stiffness estimates at each story are identified as unknown parameter under the assumption that no columns are damaged- i.e., stiffness in columns can be given as a priori.This paper presents theoretical background of the proposed procedure, and demonstrates its effectiveness in applications to numerical simulations of a frame model and a series of shaking table tests on a real-size steel frame building.%本論文では，鋼構造建物の損傷検知を目的として拡張カルマンフィルタをベースとした魚骨形モデルの同定手法を提案した。同定手法の構築においては，魚骨形モデルの運動方程式を導出した上で，逆行列の偏微分公式を用いることにより，拡張カルマンフィルタに適用する手順を示した。また，柱梁部材のせん断変形が無視できない場合を想定して，部材のせん断変形を考慮した同定手法へと拡張した。提案手法の同定精度を数値シミュレーションにより検証した結果，提案手法により梁の回転剛性が精度良く同定できることを確認した。詳細には，観測データに柱や梁のせん断変形が含まれる場合には，魚骨形モデルのみの同定法では梁の回転剛性の同定値に偏り誤差が含まれること，せん断変形を考慮できるように拡張した同定法によれば偏り誤差が解消すること，柱梁の軸変形は回転剛性の同定値に対して偏り誤差の要因とはならないことを確認した。