研究者詳細 - 小檜山　雅之

論文 - 小檜山　雅之

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Evaluation of Seismic Damage Risk of Elevator Rope in High-Rise Building Based on CCQC Method

Kohiyama, M., Kita, T., and Mitsui, A.

9th U.S. National and 10th Canadian Conference on Earthquake Engineering （Earthquake Engineering Research Institute & Canadian Association for Earthquake Engineering） 10 2010年07月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 査読有り

超高層建物のエレベータロープの横振動の問題を解決するため，複素完全二次結合法により建物とメインロープの地震被害リスク評価を行った。建物所在地は東京都新宿を想定し，新潟県中越地区と千葉県北西部で地震が発生しうるとして解析した。高さ50～100 mの建物では，エレベータのかごが上層階に位置するときにかごが振動することで被害リスクが高まった。また，高さ50～250 mの建物では，かごまたは釣合い重りの位置が下層階に位置するときにロープの共振が原因で被害リスクが高くなった。

Dynamic Property Evaluations of Full-Scale 4-Story Steel Frame Using Parallel FE-Analysis

Kohiyama, M., Ohsaki, M., Miyamura, T., Onda, K., Isobe, D., Akiba, H., Hori, M., Kajiwara, K., and Ine, T.

9th U.S. National and 10th Canadian Conference on Earthquake Engineering （Earthquake Engineering Research Institute & Canadian Association for Earthquake Engineering） 9 2010年07月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著

防災科学技術研究所ではEシミュレータを開発するプロジェクトが進行中である。Eシミュレータは，並列計算有限要素解析ソフトウェアであるADVENTUREClusterをプラットフォームとして用いている。2007年9月にEディフェンスで行われた実大完全崩壊震動台実験の試験体である4層鋼構造建物の崩壊挙動のシミュレーションを高精度で解析した結果を報告した。弾塑性動的応答が塑性ヒンジや合成梁効果といったマクロモデルを用いることなく高い精度で推定できた。

Large-Scale Parallel Analysis System for Virtual Shaking Test for Steel Building Frames

Akiba, H., Ohsaki, M., Miyamura, T., Kohiyama, M., Onda, K., Isobe, D., Hori, M., Kajiwara, K., and Ine, T.

9th World Congress on Computational Mechanics and 4th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics (WCCM/APCOM 2010) （International Association for Computational Mechanics） 308 2010年07月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著

CGCG法は，有限要素解析を並列計算によって高速化するために，領域分割法に基づく前処理を導入した繰り返し計算によるサブストラクチャー法である。防災科学技術研究所の数値震動台は，CGCG法を実装した商用コードであるADVENTURECluster (ADVC)をプラットフォームとして開発が行われており，1千万自由度以上の動的非線形問題を解くことができる。仮想震動台実験の例として，鋼構造骨組の動的非線形解析を示した。

Large-Scale Parallel FE-Analysis for Simulation of Collapse Behavior of Steel Building Frames

Miyamura, T., Ohsaki, M., Kohiyama, M., Onda, K., Isobe, D., Akiba, H., Hori, M., Kajiwara, K., and Ine, T.

9th World Congress on Computational Mechanics and 4th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics (WCCM/APCOM 2010) （International Association for Computational Mechanics） 308 2010年07月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著

防災科学技術研究所で開発が行われているE-シミュレーターは，最終的には全体・局所両方の地震応答をシミュレーションするためのソフトウェア環境を提供することを目指している。このプロジェクトの一部として行った31層鋼構造超高層建物の弾塑性応答解析と実大震動台実験が行われた4層骨組モデルの解析例を示した。細かいメッシュのソリッド要素を用いてシミュレーションすることで，塑性ヒンジなどのマクロモデルを導入することなく全体・局所両方の高精度の応答推定ができた。

Form Finding Analysis Based on Variational Method for Multistable Structure Utilizing Snap-Through Behaviour

Kurokawa, T., Shigematsu, M., and Kohiyama, M.

9th World Congress on Computational Mechanics and 4th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics (WCCM/APCOM 2010) （International Association for Computational Mechanics） 10 2010年07月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著

容易に様々な形態や内部空間を取ることができる構造として，スナップスルーの原理を用いた多安定点構造を提案した。まず，提案構造の安定形態と応力分布を知るために形態解析法を定式化した。次に，形態変化に必要な外力の大きさを計算する方法に基づき，設計支援システムを提案した。最後に，提案構造の適用性や実現性を示すため，縮小モデルによるいくつかの形態解析例を示した。

Frequency Shaping and Variable Gain Feedback to Control Seismic Response of a Building and Elevator Rope

Kohiyama, M. and Baba, T.

5th World Conference on Structural Control and Monitoring （International Association for Structural Control and Monitoring） 8 2010年07月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著

本研究では，まずアクティブマスダンパーや連結制震によって制御された超高層建物のエレベータロープの振動特性を明らかにした。最適制御のコスト関数を建物とロープの距離を減らすように定式化した場合，とくに高周波帯域で建物応答が悪化する。この欠点を克服するため，周波数整形LQG制御と可変ゲインフィードバックによる制御方法を提案した。模擬地震動を用いた時刻歴応答解析を行い，提案手法により建物とロープの両方の応答が効果的に低減できることを確認した。

Simultaneous Optimal Design of Structural and Control Systems of a Building under Seismic Excitation Using a Design Response Spectrum

Horiguchi, C. and Kohiyama, M.

6th China-Japan-Korea Joint Symposium on Optimization of Structural and Mechanical Systems （Japan Society of Mechanical Engineers & International Society for Structural and Multidisciplinary Optimization） 5 2010年06月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著

地震動を受ける最適レギュレータ(LQR)で制御された構造システムの同時最適化法を提案する。LQR制御系は等価な非制御系に変換し，固有周期と減衰係数を導出する。地震動は設計用応答スペクトルで考慮し，最大応答と最大制御力を推定する。同時最適化は次の2段階で行う。1) 設計許容領域を評価する。2) 全体系のコストの目的関数を最小化する。数値解析例として，LQR制御された一質点系の同時最適化を行った。

Parallel FE-Analysis for Collapse Simulation of 4-Story Steel Building Frame

Miyamura, T., Ohsaki, M., Kohiyama, M., Onda, K., Isobe, D., Akiba, H., Hori, M., Kajiwara, K., and Ine, T.

Joint Conference Proceedings of 7th International Conference on Urban Earthquake Engineering (7CUEE) & 5th International Conference on Earthquake Engineering (5ICEE) （東京工業大学都市地震工学センター） 887-892 2010年03月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著

防災科学技術研究所兵庫耐震工学研究センターで2007年9月に行われた実大震動台実験の4層鋼構造骨組の有限要素解析による崩壊挙動シミュレーションについて報告した。解析にはADVENTYRECluster (ADVC)をプラットフォームとした並列有限要素解析ソフトウェアであるE-Simulatorを用いた。塑性ヒンジや合成梁の効果といったマクロモデルに頼ることなく，有限要素解析によりよい精度で弾塑性の動的応答が推定できることを明らかにした。

Seismic Response Control of a Building and Elevator Rope with Active Mass Damper

Baba, T. and Kohiyama, M.

Theoretical and Applied Mechanics Japan （National Committee for IUTAM, Science Council of Japan） 58 19-30 2010年02月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

地震の際，高層建物のエレベータロープの横揺れが問題となっている。建物の地震応答を制御するアクティブバスダンパーを用いてエレベータロープの横揺れを制御することを検討した。制御則には線形二次レギュレータを用いた。建物とロープの相対変位，建物の層間変形，絶対加速度応答について，振動数領域と時間領域の両方に対し数値解析を行った。その結果，ロープの横揺れを考慮した制御は地震動を受けた後のロープの応答を効果的に減少できることがわかった。

水平構面の剛性を考慮した木質1層建物に対する不均一地動の影響

三浦奈々子，小檜山雅之

日本建築学会構造系論文集（日本建築学会） 74 （ 645 ） 1975-1982 2009年11月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

不均一地動が多スパン１層木造建物に及ぼす影響について，水平構面の剛性を考慮し分析を行った。不均一地動のシミュレーション波を用いた時刻歴応答解析により柱と水平構面の最大変形角を解析した。その結果，水平構面が剛になるほど，また建物が長くなるほど，とくに柱よりも水平構面で応答が大きくなることがわかった。モード解析により考察を行い，水平構面の変形が大きくなる高次モードの励起が原因であることを示した。

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A Comparative Study on Equivalent Linear Model to Assess Occurrence of Building Damage

Niikawa, Y. and Kohiyama, M.

10th International Conference on Structural Safety and Reliability （International Association for Structural Safety and Reliability） 3167-3174 2009年09月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

建物の損傷発生を精度よく推定する等価線形モデルの分析を行った。従来法では全層に等価剛性を与えるが，Ai分布に基づく剛性では最下層が損傷しやすい。そこで，最下層のみ剛性低下する，層せん断力等価モデルとエネルギー等価モデルの2種類を検討した。等価減衰は非線形モデルの消費エネルギーと等しくなるよう設定した。入力地震動900波を用い精度を比較した結果，層せん断力等価モデルが高い精度を持つことが明らかとなった。

Large Scale Parallel Structural Analysis System and Its Application to Nonlinear Seismic Analysis of High Rise Building Frames

Akiba, H., Ohsaki, M., Miyamura, T., Kohiyama, M., Isobe, D., Hori, M., Kajiwara, K., and Ine, T.

中国力学学会学術大会2009 （中国力学学会） 280-292 2009年08月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著

様々な工業製品の設計解析において，大規模構造計算は重要で現実的なツールになりつつある。有限要素解析における解析の並列化の困難は克服されつつあり，近年の高性能計算機を有効活用できるようになってきている。兵庫耐震工学研究センターの数値震動台（E-シミュレーター）は，解析コードADVENTUREClusterをプラットフォームとしており，コースグリッド共役勾配法を用いた並列解析により陰解法による大規模構造解析を可能にした。これを用いた31層超高層建物の地震応答解析の事例を報告した。

耐震性能の確率分布モデルを用いた木造建物の被害関数

小檜山雅之，塩見政士

日本建築学会構造系論文集（日本建築学会） 74 （ 640 ） 1029-1036 2009年06月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

地域的な耐震性能の違いを考慮し木造建物群の被害推定を行うため，耐震診断から得られる耐震性能指標の確率分布モデルを用いた被害関数を提案した。剛性と耐力に関わるパラメータについて，地震観測記録と被害統計に基づき検討を行った。約100棟以上の診断データから良好な近似モデルが推定できることを明らかにした。2次元正規分布モデルを用いる方法が一棟ごとのデータをランダムサンプリングデータとみなす方法と同等の精度が得られることを示した。

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High-precision finite element analysis of elastoplastic dynamic responses of super-high-rise steel frames

Ohsaki, M., Miyamura, T., Kohiyama, M., Hori, M., Noguchi, H., Akiba, H., Kajiwara, K., and Ine, T.

Earthquake Engineering and Structural Dynamics （John Wiley & Sons） 38 （ 5 ） 635-654 2009年04月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

領域分割法に基づく大規模並列有限要素法を用い鋼構造骨組の動的崩壊挙動を解析する新たな枠組みを提示した。解析には防災科学技術研究所の数値震動台の一部をなす解析ソフトウェアADVCを用いた。1層ならびに5層骨組の詳細なメッシュの有限要素モデルを構築し，高精度の動的解析により柱や梁の複雑な局部座屈の過程について全体と局部の挙動を同時にシミュレートしている。31層骨組の固有値解析結果は7000万自由度のソリッド要素モデルの動的解析が可能であることを実証している。

Incentives and Disincentives Analysis for Improving Policy for Seismic Risk Management of Homeowners in Japan

Masayuki Kohiyama, Anne S. Kiremidjian, Kimiro Meguro, Miho Yoshimura Ohara

Natural Hazards Review （American Society of Civil Engineers） 9 （ 4 ） 170-178 2008年11月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り, ISSN 15276988

耐震補強施策の改善のため，住宅所有者の地震リスクマネジメントにおける誘因と阻害要因について，故障樹木解析（FTA）と住宅所有者へのアンケート調査により分析を行った。FTAでは，防災意識の欠如と悪徳業者の恐れの2つが共通阻害因子であることを示した。アンケート調査では，隣人の影響が統計的に有意であることを明らかにし，高額な補強費用，業者への不信，技術情報の提供不足の3つが大きな阻害要因であることを示した。これをふまえ，補強工事の計画やチェックの支援，補強工事後の建物管理の支援に力を入れ，業者・技術者への信頼を醸成し近隣との情報交換を促すリスクコミュニケーションに注意すべきことを提言した。

Vulnerability Functions for Wooden Houses Based on Seismic Diagnosis Data and Equivalent Linear Models

小檜山雅之，塩見政士

14th World Conference on Earthquake Engineering （International Association for Earthquake Engineering） 8 2008年10月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著

加速度応答スペクトルを用い入力地震動の周期特性を考慮し，耐震診断データを用い地域的な耐震性の違いを考慮した木造建物群の被害関数について，等価線形モデルを用い定式化した。診断結果を水平抵抗力と耐力低下の2つの指標に分離し同時確率密度関数を構築し被害関数に用いた。損傷による固有周期の伸びを等価線形モデルで考慮し，加速度応答スペクトルで地震力を与えた。1995年兵庫県南部地震を事例とし被害推定精度の検証を行った結果，自治体の被害調査データに対し比較的良好な対応関係が確認された。

Development of Extremely Large-Scale Analysis Software (E-Simulator: Virtual Shaking Table) for Earthquake Dynamic Collapse Analysis of Structures

Ine, T., Hori, M., Noguchi, H., Ohsaki, M., Miyamura, T., Oguni, K.， Kohiyama, M., Kajiwara, K., and Akiba, H.

14th World Conference on Earthquake Engineering （International Association for Earthquake Engineering） 8 2008年10月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著

防災科学技術研究所のE-ディフェンス・プロジェクトの一部であるE-シミュレーター（数値震動）台プロジェクトについて報告した。E-シミュレーターは有限要素法で非線形地震応答解析を行うソフトウェアで，超大規模の数値解析により建物応答を高い時空間分解能で明らかにする。E-ディフェンスの3次元実大試験体を用いた実験と比較可能な構造物の崩壊過程のシミュレーションを行うことができる。現時点の成果として，31層鉄骨造建物と鉄筋コンクリート造橋脚構造の崩壊解析結果について紹介した。

Examination of a Simple Ground Model to Estimate Local Seismic Waves in an Irregular Ground Area

堀池宗立，田川晋作，小檜山雅之

14th World Conference on Earthquake Engineering （International Association for Earthquake Engineering） 8 2008年10月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著

1次元地盤モデルの地震動推定精度について分析を行った。横浜市日吉地区を対象に，ボーリングデータに基づく4層1次元モデルと，航空機レーザプロファイラによる標高データと地盤断面図に基づく2層1次元モデルを作成した。横浜市の地震観測記録を用い工学的基盤における入射波を求めモデルに入力し，地表面の加速度応答スペクトルを比較した。その結果，2層モデルの推定精度向上には，工学的基盤面の深さの精度向上が必要で，対象地域においては斜め入射波の影響も考慮する必要があることが示唆された。

Damage Detection of a Reinforced Concrete Beam Based on Fourier Spectrum of Response to Impact Excitation

Sano, A., Kumagai, Y. and Kohiyama, M.

Theoretical and Applied Mechanics Japan （National Committee for IUTAM, Science Council of Japan） 56 77-85 2008年01月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

インパクトハンマーの打撃による鉄筋コンクリート構造の損傷検知手法を確立するため，加速度応答のフーリエスペクトルに基づく損傷検知指標の検討を行った。せん断補強筋を十分に有するものと有さないものの2種類の試験体を用いて実験を行った。単純支持した試験体中央を鉛直下向きに加力し，9段階の損傷レベルを与えた。各損傷レベルで打撃を与え，加速度応答を計測した。その結果，位相差分スペクトルを用いた指標は，打撃入力の情報を用いないにもかかわらず，曲げ剛性が低下する損傷レベルの検知に比較的適していることがわかった。なお，2試験体とも曲げ破壊が先行し，大きな差異は見られなかった。

Isolator Level in Height of Seismic Isolation System with Semi-Active Control

Yamamura, T. and Kohiyama, M.

Theoretical and Applied Mechanics Japan （National Committee for IUTAM, Science Council of Japan） 56 153-163 2008年01月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

近年，建物の中間層に免震装置を導入する事例が増えてきているが，その設計手法はいまだ確立されていない。本研究では，免震装置をセミアクティブ制御した場合について，応答の比較検討を行った。制御側は双線形最適制御に基づく速度フィードバックを用いた。30自由度系の時刻歴応答解析により，様々な免震層高さで応答解析を行った。その結果，セミアクティブ制御の導入により最上部の絶対加速度応答と免震層の変形を低減可能なことが明らかとなった。なお，免震層以下の下部構造については，設計の際に応答にとくに注意が必要となる。

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小檜山 雅之

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