建築物の構造解析と避難解析との双方向評価によるキーエレメントデザイン
| Project/Area Number | 16H03124 |
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Social systems engineering/Safety system
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
永野 康行 兵庫県立大学, シミュレーション学研究科, 教授 (00410374)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安福 健祐 大阪大学, サイバーメディアセンター, 講師 (20452386)
多賀 謙蔵 神戸大学, 工学研究科, 教授 (40578259)
大野 暢亮 兵庫県立大学, シミュレーション学研究科, 教授 (50373238)
向井 洋一 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (70252616)
島 伸一郎 兵庫県立大学, シミュレーション学研究科, 准教授 (70415983)
水島 靖典 株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, 研究員(移行) (90554767)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Granted(Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost : ¥13,600,000、Indirect Cost : ¥4,080,000)
Fiscal Year 2018 : ¥4,680,000 (Direct Cost : ¥3,600,000、Indirect Cost : ¥1,080,000)
Fiscal Year 2017 : ¥4,940,000 (Direct Cost : ¥3,800,000、Indirect Cost : ¥1,140,000)
Fiscal Year 2016 : ¥8,060,000 (Direct Cost : ¥6,200,000、Indirect Cost : ¥1,860,000)
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| Keywords | キーエレメントデザイン / モデル化 / 建築物 / 構造解析 / 避難解析 / 双方向評価 / キーエレメント / モデリング / デザイン / シミュレータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
非構造部材を類型化し、類型化した非構造部材の詳細モデルを作成するとともに、非構造部材が建物架構に設置される箇所を介して、非構造材に建物の地震応答を伝達するための外乱入力エレメントのモデル化を行う。今年度は非線形有限要素解析を用いて、ある特定の仕様の耐震天井の部材要素実験、天井ユニット実験結果を詳細な解析モデルにより再現することを試みた。
想定建物の平立面形状に基づき、滞在者の利用形態に応じた地震発生時の避難シミュレータを作成した。避難シミュレーションでは、地震の発生時刻や建物内での様々なイベントを想定した滞在者の心理と行動パターンの差異により様々な状況想定が課題となる。こうした種々の条件設定でのシミュレーション結果のそれぞれについて、避難経路障害が生じた際に避難行動のロバスト性を著しく低くするような場合を検出し、影響度の高い障害発生を生じる箇所を特定できるような解析システムを構築する必要がある。今年度は、本研究は、大地震発生時の建築物の避難安全性を検証するため、非構造材等の損傷に起因する複数の経路障害を考慮したマルチエージェントシステムによる避難解析を行う手法を提案出来た。
本研究課題で統合シミュレーションを実施する想定建物について、大規模詳細モデルによる「構造シミュレータ」を構築し、スーパーコンピュータにより「丸ごと」応答解析を行うための準備として、地震時の建築構造物の挙動をビデオで撮影された様子からデータ抽出する手法を開発した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2 : Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度は、人的災害の定量的予測のための3つの評価レイヤーを構成する、1建物の構造シミュレータ、2非構造材の損傷シミュレータ、3避難シミュレータ、について、それぞれ解析精度の向上のために、テストモデル解析と実験・実測結果等との整合性について検証が進められているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、 (A) 構造シミュレータにより建物各部の応答を厳密に算定し、そこから非構造材の損傷度を可視化・評価する「損傷評価オブザーバ」機能の装備、ならびに(B) 避難シミュレータにより、著しい避難障害の原因となる損傷個所を特定し、非構造材の重要度から、非構造材のキーエレメントデザインを行う「損傷制御オペレータ」機能の装備に取組む。「構造シミュレータ」と「避難シミュレータ」から新たに開発する「損傷シミュレータ」にリンクする2つの機能の開発に取組む。
① 損傷評価オブザーバの構築
種々の非構造材の部分モデルが設置される建物の部分応答を「構造シミュレータ」よりインポートして、建物各部での非構造材の損傷度分布を解析し、損傷状況とその影響度の可視化処理を経て、「損傷評価オブザーバ」の機能の構築・検証を行う。
② 損傷制御オペレータの構築
各部分の非構造部材の重要度指標を算定するシステム開発を行う。人的被害を低減するために、重要度指標の高い非構造部材を抽出してキーエレメント化すべき箇所として特定する「損傷制御オペレータ」を構築し、非構造材のキーエレメントデザインを提案する。
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Report
(1results)
Research Products
(4results)
