地震の地域性と揺れの大きさを考慮した免震構造物の応答評価に基づくセミアクティブ制御
建物の応答を評価し、これを用いてダンパーの制御信号を決定する応答評価器を提案した。応答評価器の特性は地震の震源や地面の揺れから決定される。減衰係数が2段階に切り替え可能なセミアクティブオイルダンパを備えた免震建物にこの応答評価器を適用した。応答評価器は入力層に建物の応答値と地表の最大速度の値、出力層に減衰係数の切り替え信号を持つ階層型ニューラルネットワークによって設計されている。また、応答評価器の性能を決定するニューラルネットワークのパラメータ調整には遺伝的アルゴリズム(GA)を適用した。数種類の地震動に対するシミュレーションの結果、トレードオフの関係にある建物各層の絶対加速度と層間変形を、減衰係数を大小どちらかに一定にした場合に比べてともに中間値に低減できることがわかった。以上より、提案した応答評価器は様々な地震動に対する建物の応答低減に効果的であることが明らかとなり、その有用性が検証された。
Semi-Active Control for Isolated Structure Based on Response Evaluator of System Respected to the Regional Characteristics and Ground Motion of Earthquake
This paper presents two different response evaluators which evaluate the response of the system and decide the control input to the system. The characteristics of the response evaluators are designed with the source region and ground motion of earthquake. They are applied to a base isolated structure with a semi-active oil damper whose damping coefficient has large or small values. The response evaluators are designed by the multi-layered neural network which consists of the building responses and the peak ground velocity as input data and switching signal for damping coefficient as output data. A genetic algorithm is used to adjust the neural network parameters which decide the performance of the response evaluators. A computer simulation is carried out using several kinds of earthquake motions, and absolute acceleration and displacement of each story which are trade off relations of each other are reduced to the intermediate value of the response in case where constant damping coefficients are large or small. From the result of simulations, the effectiveness of the response evaluators is verified.
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