小檜山 雅之 (コヒヤマ マサユキ)

Kohiyama, Masayuki

写真a

所属(所属キャンパス)

理工学部 システムデザイン工学科 (矢上)

職名

教授

HP

外部リンク

教員からのメッセージ 【 表示 / 非表示

  • 技術者は、コミュニケーション能力、問題発見・解決能力、リーダーシップを磨く必要があると考えています。技術者の信頼が高まることで、優れたプロダクトがより普及し、社会を豊かにできるからです。研究活動においては妥協のない議論を通してこれら力を養うことを目指しています。

総合紹介 【 表示 / 非表示

  • 住まい手や使い手が要求する力学的性能を具体化し,建物や構造物として実現するため,性能設計・最適設計の方法論や具体的なアルゴリズムの構築を目指しています。また,災害が生じにくく,災害が起きてもすばやく回復することができる「しなやかな仕組み」を備えた社会をデザインするため,構造物のリスク評価・被害推定技術を核にした,防災システムと防災すまい・まちづくりの研究にも取り組んでいます。

経歴 【 表示 / 非表示

  • 1995年04月
    -
    1996年03月

    鹿島建設株式会社 設計/エンジニアリング総事業本部 原子力設計部 職員

  • 1996年04月
    -
    1999年03月

    鹿島建設株式会社 技術研究所 研究員

  • 1999年04月
    -
    2001年03月

    理化学研究所 地震防災フロンティア研究センター 研究員

  • 2001年04月
    -
    2005年03月

    東京大学 生産技術研究所 助手

  • 2004年04月
    -
    2005年03月

    日本学術振興会 海外特別研究員,スタンフォード大学 客員准教授

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学歴 【 表示 / 非表示

  • 1993年03月

    京都大学, 工学部, 建築学科

    大学, 卒業

  • 1995年03月

    京都大学, 工学研究科, 建築学専攻

    大学院, 修了, 修士

学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(情報学), 京都大学, 論文, 2002年03月

免許・資格 【 表示 / 非表示

  • 一級建築士, 1998年02月

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 社会基盤(土木・建築・防災) / 構造工学、地震工学 (Structural Engineering, Earthquake Engineering, Maintenance Management Engineering)

  • 社会基盤(土木・建築・防災) / 建築構造、材料 (Building Construction/Material)

  • 社会基盤(土木・建築・防災) / 社会システム工学 (Social System Engineering/Safety System)

  • 社会基盤(土木・建築・防災) / 安全工学 (Social System Engineering/Safety System)

  • 社会基盤(土木・建築・防災) / 防災工学 (自然災害科学)

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 地震工学

  • 建築構造学

研究テーマ 【 表示 / 非表示

  • 設備被害を軽減するブロードキャスト対応制震システム, 

    2016年
    -
    2019年

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    建物内の設備機器と連携して地震時の機能維持を図る,高度な地震対応力を有するアクティブ/セミアクティブ制震システムの実現を目指す。

  • 機能維持性を高める建物・複数機器の協調制御, 

    2012年
    -
    2015年

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    本研究は,建物の制振装置と建物内の機器の制振装置を協調的に動作させる効果的な手法の提案を目的とする。建物内に制振装置を持つ複数の機器が導入されたとき,機能維持のための合理的な制御方法を確立するとともに,制御装置間の通信方法を制御性能・信頼性・保守性・保全性などの観点を踏まえ構築することを目指す。

  • 長周期地震動に対する建物・エレベーターの自律協調制御, 

    2010年
    -
    2012年

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    地震による超高層建物のエレベーター被害を低減するため,これまで別々に設計されていた建物の制振装置とエレベーターロープの制振装置を協調的に制御することで,制御性能を飛躍的に高める。

 

著書 【 表示 / 非表示

  • 都市・建築レジリエンスデザイン入門

    小檜山 雅之,ホルヘ・アルマザン,紙田 和代, 慶應義塾大学出版会, 2020年10月

  • 建築物荷重指針を活かす設計資料1

    日本建築学会, 日本建築学会, 2016年02月

    担当範囲: 1.1節 目標性能水準設定の基本的な考え方と設計者の役割

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    日本建築学会の2015年版「建築物荷重指針・同解説」を活用し性能設計を行うため、設計の流れや設計例、詳細な解説を記載。1章「性能設計の実現に向けて」の1.1節「目標性能水準設定の基本的な考え方と設計者の役割」の執筆を担当。

  • High-Performance Computing for Structural Mechanics and Earthquake/Tsunami Engineering

    Makoto Ohsaki, Tomoshi Miyamura, Masayuki Kohiyama, Takuzo Yamashita, and Hiroshi Akiba, Springer International Publishing, 2015年11月

    担当範囲: Seismic Response Simulation of Building Structures (pp. 105-139)

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    In this chapter, we present an overview of the E-Simulator for application to seismic response analysis of building structures. Accuracy and computational performance of simulation using the E-Simulator are discussed through examples of seismic response analysis of a four-story steel frame, buckling analysis of a column, and simulations of static cyclic responses of a composite beam and an exterior wall. Results of seismic response analysis with fixed base as well as soil-structure interaction analysis are presented for a high-rise building frame. Computational performance using the K computer is also discussed.

  • 建築物荷重指針・同解説(2015)

    日本建築学会, 日本建築学会, 2015年02月

    担当範囲: 1章 総則 1.2 基本概念,1.3 用語,2章 荷重の種類と組合せ 2.1 荷重の種類,2.2 荷重の基本値,2.3 荷重の組合せと要求性能

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    日本建築学会による,建築物の構造設計の際に用いる荷重について,基本理念や考え方を示した指針。1章総則の1.2節基本概念と1.3節用語,2章荷重の種類と組合せの2.1節荷重の種類,2.2節荷重の基本値,2.3節荷重の組合せと要求性能の執筆を担当。

  • Excelで学ぶ地震リスク評価

    小檜山 雅之, 技報堂出版, 2011年08月

    担当範囲: 4章 フラジリティと損傷度の評価, pp. 39-61

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    日本建築学会荷重運営委員会信頼性工学利用小委員会が,建築工学における確率・統計の利用の普及活動の一環として出版。地震リスク評価について,いくつかの例題をExcel を使って解くことで,ひととおり学べる内容となっている。4章フラジリティと損傷度の評価の執筆を担当。

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論文 【 表示 / 非表示

  • せん断型超高層建物のQ-Δ共振評価用簡易モデルに関する研究

    穴水亮輔,小檜山雅之

    日本建築学会構造系論文集 (日本建築学会)  88 ( 803 ) 59 - 70 2023年01月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り,  ISSN  13404202

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    To evaluate Q–Δ resonance, which is a torsional resonance phenomenon caused by geometric nonlinearity, a simplified model for a multistory non-eccentric building with a shear-type structure was proposed. A four-story small-scale specimen was designed and fabricated, assuming a non-eccentric steel structure with a height of 324 m, and conducted shaking table tests of the specimen. Q–Δ resonance was confirmed as predicted by the simplified model. In addition, the simplified model reproduced the resonance amplitude calculated using a finite element model of the specimen with constrained out-of-plane slab rotation. The simplified model can be used to predict the Q–Δ resonance response when the bending deformation of an entire building is very small.

  • THREE-DIMENSIONAL FRAME ANALYSIS OF Q-? RESONANCE OF CENTER-CORE BIAXIALLY SYMMETRICAL HIGH-RISE BUILDING UNDER LONG-PERIOD EARTHQUAKE MOTION

    Kohiyama M., Maki S.

    COMPDYN Proceedings (COMPDYN Proceedings)  2023年

    ISSN  26233347

     概要を見る

    When large displacements occur in buildings with different stiffnesses in the two horizontal directions, torsional moments are generated owing to geometric nonlinearities. Consequently, when the sum or difference of the translational mode natural frequencies in the two horizontal directions is close to the torsional mode natural frequency, the torsional mode is excited. This is known as Q-? resonance. Therefore, we created a three-dimensional frame model of a center-core high-rise building with a biaxially symmetrical plane that satisfied the Q-? resonance condition and examined whether the torsional response was excited by long-period design waves. A time-history response analysis was conducted assuming elastic response and considering geometric nonlinearities. It was confirmed that the torsional mode could be induced.

  • EXPERIMENT AND SIMULATION OF Q-? RESONANCE USING FOUR-LAYER BENDING-SHEAR TYPE SPECIMEN

    Kai R., Kohiyama M.

    COMPDYN Proceedings (COMPDYN Proceedings)  2023年

    ISSN  26233347

     概要を見る

    Torsional vibration of buildings subjected to earthquake motion has been studied for many years, but the torsional vibration of high-rise buildings has not yet been clarified. Many previous studies have focused on eccentricity, the mismatch between the center of gravity and the rigid center, as the cause of torsional vibration. However, in buildings with no eccentricity, torsional vibrations could be observed. The authors' research group focused on the “Q-? effect,” a phenomenon in which torsional torque is generated due to geometric nonlinearity and “Q-? resonance,” a phenomenon in which resonance occurs when the period of torsional torque generation coincides with the natural period of the torsional mode. In order to analyze the characteristics of Q-? resonance, a small-scale specimen was designed and fabricated from an 81-story high-rise building with biaxially symmetrical plans, which was reduced to four stories. As a result, the torsional response of the experimental and simulation results generally agreed, confirming that the torsional response increases when the Q-? resonance condition is satisfied. In addition, a comparison of the torsional response with a specimen with a smaller tower ratio and less bending deformation was conducted, and it was confirmed that the peak of the torsional response was steeper in the present study case.

  • BAYESIAN UPDATING OF WOODEN STRUCTURAL PARAMETERS AND SEISMIC DAMAGE CLASSIFIER USING NEURAL NETWORK

    Mizobuchi R., Kohiyama M., Yamashita T.

    COMPDYN Proceedings (COMPDYN Proceedings)  2023年

    ISSN  26233347

     概要を見る

    Structural health monitoring is an effective way to quickly and efficiently detect earthquake damage to a building. However, its applications to wooden buildings are still limited. One of the challenges in predicting the seismic response of a wooden structure is that the effect of variance in its material and structural properties is relatively significant. To handle this problem, we propose a method to update the damage classifier using Bayesian system identification. The damage classifier is constructed using neural network (NN) and machine learning techniques. The method utilizes the weighted loss function for the NN to reflect the updated probability distribution of the structural parameters. The NN is tuned using backpropagation, where the training data are consequently weighed by the weighed loss function, directly using the value of the posterior probability, according to the data obtained from the numerical model of a target structure with the corresponding parameters. Using the result of the Bayesian updating, the tuned NN damage classifier achieved a higher accuracy than before tuning by reflecting the posterior probability distribution of the structural parameters.

  • Torsional behavior of a non-eccentric structure considering the effect of shear deformations in vertical members

    Maki S., Kohiyama M.

    Japan Architectural Review (Wiley)  5 ( 4 ) 404 - 431 2022年10月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り,  ISSN  2475-8876

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    Torsional moments can occur in a column owing to the geometric nonlinearity when the top of the column undergoes a large displacement in two horizontal directions. Periodically generated torsional moments can excite the torsional mode of a building owing to the internal resonance. For high-rise buildings, there is a risk that long-period seismic motions can cause a non-negligible torsional response due to this phenomenon. To investigate this risk, this study focuses on non-eccentric single-story and two-story shear-type structural models with an aggregate column, which is assumed to be an elastic Timoshenko beam. We derived the equations of motion for the models under horizontal ground motions and confirmed that the equations were identical to those of the models with an aggregate column of an elastic Euler beam. We then performed time-history response analyses of the models satisfying the internal resonance conditions under the input ground motions of harmonic waves, Gaussian white noise acceleration, acceleration records of previous earthquakes, and a long-period design wave. The results showed that the maximum horizontal acceleration at the corner of the top floor slab could be increased by more than 60% of the acceleration at the center of the slab in the worst case.

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KOARA(リポジトリ)収録論文等 【 表示 / 非表示

総説・解説等 【 表示 / 非表示

  • 座談会:震災復興から考えるレジリエントな社会

    菅原 昭彦,福迫 昌之,紙田 和代,小檜山 雅之,厳 網林

    三田評論 (慶應義塾大学出版会)   ( 1253 ) 10 - 26 2021年03月

    記事・総説・解説・論説等(大学・研究所紀要), 共著,  ISSN  1343-618X

  • Editorial: Innovative methodologies for resilient buildings and cities

    Takewaki I., Kohiyama M., Trombetti T., Tesfamariam S., Lu X.

    Frontiers in Built Environment (Frontiers in Built Environment)  5 2019年07月

  • 細分化された学問と分断された世界をつなぐ

    小檜山 雅之

    ACe 建設業界 (一般社団法人日本建設業連合会)  80   26 - 26 2017年12月

    記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア), 単著,  ISSN  21861862

  • 東日本大震災・熊本地震災害の教訓を生かした建築・まちづくり~建物の「社会性」向上に向けて~

    小檜山 雅之

    月刊不動産流通 (不動産流通研究所)   ( 419 ) 8 - 9 2017年04月

    記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア), 単著,  ISSN  0286-388X

  • 阪神・淡路大震災20 年シンポジウム「地震被害の軽減に向けた研究者たちのメッセージ―阪神・淡路大震災20 年:地震関連科学の到達点と新たな決意―」開催報告

    小檜山 雅之

    JAEE Newsletter (日本地震工学会)  4 ( 1 ) 9 - 12 2015年04月

    記事・総説・解説・論説等(学術雑誌), 単著

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研究発表 【 表示 / 非表示

  • Three-Dimensional Frame Analysis of Q–Δ Resonance of Center-Core Biaxially Symmetrical High-Rise Building Under Long-Period Earthquake Motion

    Masayuki Kohiyama and Shiori Maki

    9th International Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering (COMPDYN 2023) (Athens) , 

    2023年06月

    口頭発表(一般), International Association for Computational Mechanics (IACM)

     概要を見る

    When large displacements occur in buildings with different stiffnesses in the two horizontal directions, torsional moments are generated owing to geometric nonlinearities. Consequently, when the sum or difference of the translational mode natural frequencies in the two horizontal directions is close to the torsional mode natural frequency, the torsional mode is excited. This is known as Q–Δ resonance. Therefore, we created a three-dimensional frame model of a center-core high-rise building with a biaxially symmetrical plane that satisfied the Q–Δ resonance condition and examined whether the torsional response was excited by long-period design waves. A time-history response analysis was conducted assuming elastic response and considering geometric nonlinearities. It was confirmed that the torsional mode could be induced.

  • Experiment and Simulation of Q-Δ Resonance Using Four-Layer Bending Shear Type Spectrum

    Ryohei Kai and Masayuki Kohiyama

    9th International Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering (COMPDYN 2023) (Athens) , 

    2023年06月

    口頭発表(一般), International Association for Computational Mechanics (IACM)

     概要を見る

    Torsional vibration of buildings subjected to earthquake motion has been studied for many years, but the torsional vibration of high-rise buildings has not yet been clarified. Many previous studies have focused on eccentricity, the mismatch between the center of gravity and the rigid center, as the cause of torsional vibration. However, in buildings with no eccentricity, torsional vibrations could be observed. The authors’ research group focused on the “Q–Δ effect,” a phenomenon in which torsional torque is generated due to geometric nonlinearity and “Q–Δ resonance,” a phenomenon in which resonance occurs when the period of torsional torque generation coincides with the natural period of the torsional mode. In order to analyze the characteristics of Q–Δ resonance, a small-scale specimen was designed and fabricated from an 81-story high-rise building with biaxially symmetrical plans, which was reduced to four stories. As a result, the torsional response of the experimental and simulation results generally agreed, confirming that the torsional response increases when the Q–Δ resonance condition is satisfied. In addition, a comparison of the torsional response with a specimen with a smaller tower ratio and less bending deformation was conducted, and it was confirmed that the peak of the torsional response was steeper in the present study case.

  • Bayesian Updating of Wooden Structural Parameters and Seismic Damage Classifier Using Neural Network

    Rikuto Mizobuchi, Masayuki Kohiyama, and Takuzo Yamashita

    9th International Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering (COMPDYN 2023) (Athens) , 

    2023年06月

    口頭発表(一般), International Association for Computational Mechanics (IACM)

     概要を見る

    Structural health monitoring is an effective way to quickly and efficiently detect earthquake damage to a building. However, its applications to wooden buildings are still limited. One of the challenges in predicting the seismic response of a wooden structure is that the effect of variance in its material and structural properties is relatively significant. To handle this problem, we propose a method to update the damage classifier using Bayesian system identification. The damage classifier is constructed using neural network (NN) and machine learning techniques. The method utilizes the weighted loss function for the NN to reflect the updated probability distribution of the structural parameters. The NN is tuned using backpropagation, where the training data are consequently weighed by the weighed loss function, directly using the value of the posterior probability, according to the data obtained from the numerical mod-el of a target structure with the corresponding parameters. Using the result of the Bayesian updating, the tuned NN damage classifier achieved a higher accuracy than before tuning by reflecting the posterior probability distribution of the structural parameters.

  • 長周期地震動によるセンターコア型二軸対称超高層建物のQ-Δ共振に関する立体骨組解析

    牧 栞里,小檜山雅之

    日本地震工学会・大会-2022 (北海道大学) , 

    2022年12月

    口頭発表(一般), 日本地震工学会

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    水平2方向の剛性が異なる建物に大変位が生じると幾何学的非線形性によりねじりモーメントが発生する.そのため,水平2方向の並進モードの固有振動数の和または差がねじれモードの固有振動数と近接するとねじれモードが励起されるQ–Δ共振が発生する.そこで,Q–Δ共振条件を満足する二軸対称な平面を持つセンターコア型の超高層建物の立体骨組モデルを作成し長周期地震動でねじれ応答が励起されるか検討を行った.弾性応答を仮定し幾何学的非線形性を考慮して時刻歴応答解析を行った結果,ねじれモードが励起されることを確認した.

  • 4層曲げせん断型試験体のQ–Δ共振実験

    甲斐凌平,小檜山雅之

    日本地震工学会・大会-2022 (北海道大学) , 

    2022年12月

    口頭発表(一般), 日本地震工学会

     概要を見る

    塔上比が大きく曲げ変形が卓越する建物に関し,幾何学的非線形性に起因するねじれモードの内部共振現象であるQ–Δ共振の特性を分析するため,縮小試験体を設計・製作し振動台実験を行った.その結果,Q–Δ共振条件を満たす場合にねじれ応答が大きくなることを確認した.また,塔上比がより小さく曲げ変形が生じにくい試験体とのねじれ応答の比較を行った結果,前者の方がねじれ応答のピークが急峻になることが確認された.

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競争的研究費の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 機能維持性と早期修復性を考慮したレジリエント振動制御法

    2020年04月
    -
    2024年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 小檜山 雅之, 基盤研究(B), 補助金,  研究代表者

  • 設備被害を軽減するブロードキャスト対応制震システム

    2016年04月
    -
    2020年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 小檜山 雅之, 基盤研究(B), 補助金,  研究代表者

知的財産権等 【 表示 / 非表示

  • 振動制御システム

    出願日: 2011-157501  2011年07月 

    公開日: 特開2013-23844   

    発行日: 5828699  2015年10月

    特許権, 共同

  • 建物データポリゴン化システム、その方法および建物データポリゴン化プログラム

    出願日: 特願2001-23850  2001年01月 

    公開日: 特開2002-230589  2002年08月 

    発行日: 3394525  2003年01月

    特許権

  • フランジ付中間鋼板を使用した積層ゴム支承

    出願日: 特許出願平9-66319  1997年03月 

    公開日: 特許公開平10-266624  1998年10月 

    特許権

 

担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 空間・環境デザイン工学特別講義第1

    2023年度

  • 社会・経済・文化と工学

    2023年度

  • システムデザイン工学輪講

    2023年度

  • 確率・統計

    2023年度

  • 設計・計画の最適化数理

    2023年度

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担当経験のある授業科目 【 表示 / 非表示

  • 社会・経済・文化と工学

    慶應義塾

    2014年04月
    -
    2015年03月

    秋学期

  • 設計・計画の最適化数理

    慶應義塾

    2014年04月
    -
    2015年03月

    秋学期, 講義

  • 空間設計製図I

    慶應義塾

    2014年04月
    -
    2015年03月

    秋学期, 演習

  • 理工学基礎実験

    慶應義塾

    2014年04月
    -
    2015年03月

    秋学期, 実習・実験

  • 空間・環境デザイン工学特別講義第1

    慶應義塾

    2014年04月
    -
    2015年03月

    春学期, 講義

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社会活動 【 表示 / 非表示

  • 国立研究開発法人防災科学技術研究所 数値震動台研究開発分科会 データサイエンスWG 主査

    国立研究開発法人防災科学技術研究所

    2020年08月
    -
    2023年03月
  • 国立研究開発法人防災科学技術研究所 数値震動台研究開発分科会委員

    国立研究開発法人防災科学技術研究所

    2019年09月
    -
    2023年03月
  • 国際地震工学研修 講師

    国立研究開発法人建築研究所 国際地震工学センター,  (国立研究開発法人建築研究所(茨城県つくば市))

    2017年02月
    -
    継続中

     概要を見る

    「制振構造」の講義
    2017/02/24
    2018/02/20
    2019/02/18
    2020/02/27

  • 国立研究開発法人防災科学技術研究所 数値震動台研究開発分科会 建築WG委員

    国立研究開発法人防災科学技術研究所

    2016年05月
    -
    2023年03月
  • 独立行政法人防災科学技術研究所 数値震動台研究開発分科会 建築WG委員

    独立行政法人防災科学技術研究所

    2014年04月
    -
    2016年03月

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 日本建築学会

     
  • 土木学会

     
  • 米国地震工学会

     
  • 地域安全学会

     
  • 日本地震工学会

     

委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2023年04月
    -
    2025年03月

    地震保険研究事業評価委員会委員長, 損害保険料率算出機構

  • 2022年05月
    -
    継続中

    理事, 日本地震工学会

  • 2021年05月
    -
    2022年05月

    論文集編集委員会委員, 日本地震工学会

  • 2021年04月
    -
    2025年03月

    荷重運営委員会信頼性工学利用小委員会委員, 日本建築学会

  • 2021年04月
    -
    2025年03月

    荷重運営委員会委員, 日本建築学会

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