西谷 章 (ニシタニ アキラ)

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所属

理工学術院 理工学術院総合研究所

職名

特任研究教授

学歴 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1980年

    コロンビア大学大学院   大学院   土木及び工業力学  

  •  
    -
    1973年

    早稲田大学   理工学部   建築  

学位 【 表示 / 非表示

  • Master of Engineering

  • 早稲田大学   工学修士

  • Doctor of Engineering

  • 早稲田大学   工学博士

  • Doctor of Philosophy

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経歴 【 表示 / 非表示

  • 1988年
    -
    1993年

    早稲田大学 助教授

  • 1993年
    -
     

    早稲田大学 教授

所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    国際構造制御モニタリング学会

  •  
     
     

    日本地震工学会

  •  
     
     

    震災予防協会

  •  
     
     

    日本風工学会

  •  
     
     

    日本材料学会

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研究分野 【 表示 / 非表示

  • 建築構造、材料

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 構造制御

論文 【 表示 / 非表示

  • Semiactive control strategy for smart base isolation utilizing absolute acceleration information

    Y.Nitta, A.Nishitani, B.F.Spencer,Jr

    Structural Control & Health Monitoring   ( 13 )  2005年11月

  • 米国における構造教育・建築全般にわたる素養か、幅広い力学的素養か?

    西谷章

    建築雑誌   120 ( 1537 ) 10 - 11  2005年09月

  • Smart concept,smart structures and smart sensing:Next generation of structural control,

    A.Nishitani, Y.Nitta, T.Nagai

    Proc.of US-Korea Joint Seminar/Workshop on Smart Structures Technologies     45 - 50  2004年09月

  • Smart concept and smart sensoring:New direction of structural control,

    A.Nishitani, Y.Nitta, T.Nagai

    Proc.the 3rd European Conference on Structural Control   1   M3-17 - M3-20  2004年07月

  • 構造教育・現代に求められる教育をめぐって

    西谷章

    建築雑誌   118 ( 1511 ) 46 - 47  2003年11月

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • 未来を拓く新しい建築システム(共著)

    西谷章

    建築資料 研究社  2006年01月

  • Recent developments in structural control research,developments and practice in japan

    Y.Fujino, A.Nishitani, H.Iemura

    Proc.of the 4th International Workshop on Structural Control  2005年06月

  • すぐにわかる構造力学

    西谷章

    鹿島出版会  2004年10月

  • 建築物荷重指針・同解説(2004)(分担執筆)

    西谷章

    日本建築学会  2004年09月

  • アエラムック新版・建築学がわかる。(分担執筆)

    西谷章

    朝日新聞社  2004年08月

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産業財産権 【 表示 / 非表示

  • 変位計測装置

    5610427

    谷井 孝至, 仁田 佳宏, 金川 清, 松谷 巌, 大泊 巌, 西谷 章, 庄子 習一

    特許権

  • 変位計測装置

    5544619

    松谷 巌, 大泊 巌, 西谷 章, 庄子 習一, 谷井 孝至, 仁田 佳宏, 金川 清

    特許権

  • 傾斜角度測定器

    庄子 習一, 谷井 孝至, 大泊 巌, 西谷 章, 仁田 佳宏, 金川 清, 松谷 巌, 冨士 良太

    特許権

  • 変位計測装置、及び変位計測方法

    谷井 孝至, 金川 清, 松谷 巌, 大泊 巌, 西谷 章, 庄子 習一, 仁田 佳宏

    特許権

  • 変位計測システムを用いた建築物の施工管理方法

    5137875

    谷井 孝至, 松谷 巌, 大泊 巌, 西谷 章, 庄子 習一, 仁田 佳宏, 金川 清

    特許権

Works(作品等) 【 表示 / 非表示

  • 早稲田大学理工系新棟の構造設計

    1989年
    -
     

  • 早稲田大学大久保キャンパス55号館 構造基本設計

    芸術活動 

共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 層間変位計測を前提とした建築構造物の簡易健全度判定システムの構築

    研究期間:

    2014年04月
    -
    2017年03月
     

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    層間変位は地震後の建物健全度判定に有用な情報となる。代表者のグループは、他に先駆けて、実建物に適用可能な層間変位の直接計測センサを開発している。本研究は、このセンサによる計測を前提とした簡易な健全度判定・損傷個所推定ステムの構築を目的としている。E-ディフェンス加振実験での層間変位センサによるデータ計測、センサのより小型化、より正確なデータ計測に向けたセンサ改良を実施している。健全度判定として、計測残留変位情報を利用した層降伏変位の推定、この推定値に基づく累積塑性変形量の算出と損傷梁位置の推定を提示した。現実的な対応として、限定層のセンサ計測を前提とした全層層間変位推定法も構築している

  • 層間変位計測を前提とした建築構造物の簡易健全度判定システムの構築

    基盤研究(C)

    研究期間:

    2014年
    -
    2016年
     

     概要を見る

    層間変位は地震後の建物健全度判定に有用な情報となる。代表者のグループは、他に先駆けて、実建物に適用可能な層間変位の直接計測センサを開発している。本研究は、このセンサによる計測を前提とした簡易な健全度判定・損傷個所推定ステムの構築を目的としている。E-ディフェンス加振実験での層間変位センサによるデータ計測、センサのより小型化、より正確なデータ計測に向けたセンサ改良を実施している。健全度判定として、計測残留変位情報を利用した層降伏変位の推定、この推定値に基づく累積塑性変形量の算出と損傷梁位置の推定を提示した。現実的な対応として、限定層のセンサ計測を前提とした全層層間変位推定法も構築している

  • 変位計測に基づく健全度診断システムの構築と実建物の加振実験による検証

    基盤研究(B)

    研究期間:

    2009年
    -
    2011年
     

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    本研究は,新たな概念による層間変位計測センサーの使用を前提とした、健全度診断システムの構築を目指すものである。開発したセンサー、構築した診断システムの有効性確認さらなる改良を目的として、実建物加振実験を実施し検証を行った。

  • 変位計測に基づく健全度診断システムの構築と実建物の加振実験による検証

    基盤研究(B)

    研究期間:

    2009年
    -
    2011年
     

     概要を見る

    本研究は,新たな概念による層間変位計測センサーの使用を前提とした、健全度診断システムの構築を目指すものである。開発したセンサー、構築した診断システムの有効性確認さらなる改良を目的として、実建物加振実験を実施し検証を行った

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • 限られた層の層間変位計測に基づく全層推定法の確立と損傷度判定手法の構築

    2017年   西谷 章

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     地震時の応答データとして加速度・速度・変位などがあるが、層間変位データは、地震後の建物の健全性を判断する指標として特に有用である。このため、加速度計測であっても、それらを層間変位に換算することを前提とした「健全度判定法」が種々提案されている。しかしながら、高層ビルを対象とした場合、全層へのセンサー配置は非現実的であり、限られた層へのセンサー配置を前提とした「枠組み」の構築が現実的な対応となる。本研究では、限定層のデータから全層データを推定する手法として、事前に建物の構造情報を必要としない「3次元スプライン法」を採用した。最下階、最上階における境界条件に工夫を加え、精度よく推定する手法を確立した。

  • 事前情報を利用した適応型セミアクティブ免・制震構造の確立

    2005年   前田寿朗

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     事前情報を活かした免震効果のセミアクティブ制御による高度化を目的として、計算機シミュレーションによる検討を行った。 免震構造においては、免震層がゆっくりと大変形することで地震のエネルギーを吸収し、上部構造の層間変形が通常の建物の半分以下に抑えられる効果が生み出される。ただし、免震層が擁壁までのクリアランス以上に揺れてしまうと、衝突による衝撃が建物に加わり、悪影響を及ぼす。このため、気象庁の緊急地震情報のようなかたちで、直前に大きな地震到来の情報が得られれば、免震層の減衰を通常よりも大きく制御するなどの仕組みを備えたり、より制御工学的なリアルタイムのダンパー・セミアクティブ制御を行うことで、変形を抑えたり、さらに望ましくは変形を抑えながら加速度抑制効果も向上させるように、免震効果を効果的に発揮させることも可能となる。このような目的で、研究を実施した。 まずは、減衰の変化が応答に及ぼす影響を定量的に把握した。減衰の切替えは免震層の応答を変化させることになるが、一般に免震層を形成する積層ゴムおよびダンパーの機械的性質(剛性、減衰係数、リリーフ荷重など)は製品によるばらつきが存在し、このばらつきを原因とした応答変動は避けられず、設計時点での応答予測値とは多かれ少なかれずれが生じる。このような応答の変動状況を定量的に評価しておけば、減衰を制御したときの応答予測のデータとしても、また応答変動を考慮したうえでの制御を構築するさいのデータとしても活用できる。このため、免震層の機械的性質のばらつきによる応答変動評価を行った。 次に、当研究室で提案してきている可変スリップレベルダンパー型のセミアクティブ制御を適用する目的で、MRダンパーの使用を前提とした基礎的な検討を行った。非線形Maxwellモデルとして表されるMRダンパーを可変スリップレベルダンパーとして用いるときの、制御則の妥当性や履歴の性状について定量的な検討を加え、あわせて実験も実施している。 また、事前情報を利用した制御を行ったときの、セミアクティブ制御効果に関しては、減衰係数を可変とする制御、リリーフ荷重を可変とする制御の両者を中心に、シミュレーションを実施し、その効果を確認した。 

  • 建築構造物のための自律分散セミアクティブ制御システムの開発

    2003年  

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    本研究は、建築構造物のためのセミアクティブ自律分散制御システムの開発を目的に、セミアクティブ自律分散制御のあり方を探るための基礎研究として、(1)ダンパ試験機を用いたダンパ加力試験と数値解析を組込んだ解析手法の開発、(2)圧電アクチュエータを用いた微振動制御の基礎的検討、について研究を行った。 ダンパ試験機を用いたダンパ加力試験と数値解析を組込んだ解析手法は、構造物の応答を数値解析で、ダンパー応答を加力試験により求め、それらを有機的に複合するものである。まず、初年度にダンパ加力試験と数値解析を交互に行うオフライン的な手法を、次年度に初年度の成果を考慮して、ダンパ加力試験と数値解析を同時に行うオンライン的な手法を提案している。両手法を比較検討することで、提案手法の有効性の確認を行った。また本手法を用いることで、ダンパーの特性と構造物の応答を、より詳細に実物理現象に近い状態で把握可能となる。 圧電アクチュエータを用いた微振動制御の基礎的検討では、まず圧電素子の持つ二つの機能(アクチュエータ/センサ機能)を把握するための単体実験を数多く行い、それぞれの機能について基本的性質を整理した。これら蓄積された実験データと考察に基づいて、圧電素子の構成方程式を考慮した解析モデルを作成し、この解析モデルを用いて新たな制御則を提案するに至っている。また実構造物に圧電アクチュエータを設置して振動制御を行うことを想定し、小型片持ち梁模型による振動台実験を行い、本振動制御手法の有効性について、確認している。

  • 免震機構を複合した制震建築物に関する研究

    1999年  

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     近年、建築構造の世界は大きな転換期を迎えており、ここ10年間の免震、制震構造の本格的な実用化を契機として、従来の枠組みを超えた新たな耐震設計の提案が行われている。制震システムは、既に非常に多くの装置が開発されおり、今後これらの装置が複合されることが予想される。本研究では、免震機構を利用した制震システムとして、構造物に免震層を組み込み、その層より上層にTMD,AMDの機能をもたせるシステムおよび免震積層ゴム支承を利用した新たな制御システムの設計法を提案し、コンピュータシミュレーションによりその有効性を確認した。1.中間層免震によるシステム 本システムでは、構造物の中間階に柔らかく、変形能力の大きな免震層を設け、これより上層をTMDあるいはAMDとして機能させる。この制御システムにより、従来型の付加マス方式に比べ、マス比が増大し効果的な制御を行うことができる。本研究では、準最適制御理論による以下のような特徴をもつ設計手法を示した。(i)構造物を低次元化モデルで表すことにより、少ない計算量で最適化を行える。(ii)免震層より下層部の応答低減はもちろん、動吸振器としての役割を担う上層部分の応答低減も行える。2.積層ゴム支承を用いたセミアクティブ制御システム 本手法は、制御機構として、上下を積層ゴムで挟まれた付加マスを考え、この付加マスの特性をセミアクティブ制御により変化させることで、エネルギ吸収を行うもので、効果的な構造物の応答低減が可能となる。

  • アクティブ制震構造物のための構造物低次元化モデルの開発

    1998年  

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     1989年のアクティブ制震ビルの誕生以来、多くの高層構造物がAMDやHMDなどの付加マス方式のアクティブ制震を採用している。この付加マス方式により制震を行う場合、すべての制震構造物の状態を観測して、制御を行うことが理想であるが、設置場所などの制約から、すべtの状態を観測することは不可能である。そこで本研究では、観測可能な状態のみを利用して制震を行うための簡便な制御対象構造物の低次元化手法を示すことを目的としている。 本研究の低次元化手法では、制震構造物の特性を表すモーダル有効質量、固有振動数、刺激関数を用いて、制震構造物の応答を観測層の状態のみで構成されるモデルに低次元化する。 本手法の特徴として、以下のことがあげられる。(ⅰ)制御対象構造物を状態観測の行われる層のみで表すことができる。(ⅱ)観測地と低次元化モデルの状態量が一致し、制御に観測地を直接用いることができる。(ⅲ)有効質量がオリジナルモデルに一致する。(ⅳ)アクティブ制震装置の状態量と構造物の状態量を同じ座標系で扱うことができる。 本手法の有効性については、小型建物模型を用いた振動台による振動制御実験および高層建物を想定したコンピュータシミュレーションにより、簡便にアクティブ制震システムの設計を行えることを確認した。

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