2011年東北地方太平洋沖地震による免震建物の振動特性変化
都内に建つ免震建物の2011年東北地方太平洋沖地震による振動特性の変化を明らかにした。地震応答モニタリングデータから、各モードの固有振動数及び減衰定数をARモデルを用いて10秒毎に推定し、準連続的にそれらの変化を評価した。その際、ARモデルの次数はベイズモデル選択手法により適切に決定された。同定の結果、応答が大きくなるに従い固有振動数の低下及び減衰定数の増大が認められ、また、地震終了時の固有振動数は開始時より低く留まっていた。更に、日常モニタリングデータである、1日2回計測される常時微動記録からも評価を行ったところ、地震後の固有振動数の低下は一時的でないことが明らかになった。このことは地震前後の微動観測によって建物の経験した応答の大きさをある程度推定できる可能性を示唆している。
Changes in Dynamic Characteristics of a Seismically Isolated Building Caused by the 2011 off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake
Monitoring data obtained at a seismically isolated building in Tokyo during the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake are analyzed to investigate the changes in the modal parameters of the building, which are generally used as global soundness indices in structural health monitoring, in correspondence with the response amplitude of the building. The modal parameters are identified using AR models from each short segment of the record every ten seconds. The AR model orders are selected appropriately by the Bayesian framework. The results show that the natural frequency decreases as the response increases and then regains its value as the response fades, where the value at the end is lower than that at the beginning. The modal identification is also conducted for daily monitoring data, which are two minute microtremor response time histories recorded twice a day, showing that the reduction of the natural frequency is not temporary. This indicates that it is feasible to predict the amplitude of the building response during a severe earthquake from microtremor observation before and after the earthquake.
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