| 研究概要 |
本研究は,ドーム形状のみでなく任意曲面を有する単層ラチスシェルの保有耐力に関わる資料を蓄積することを目的として計画された。平成14・15年度における研究成果の概要を以下に示す。
平成14年度においてベジエ曲面により記述される単層ラチスシェルを対象とし,線形座屈荷重およびコンプライアンスを目的関数とした形状最適化を行った。また,平成15年度には,線形座屈荷重最大化および部材長一様化を目的とし,形状最適化を行った。その結果,線形座屈荷重に関しては,初期形状の座屈荷重に対し,大きい場合には約6倍となる形状を,コンプライアンスに関しては,初期形状の1/10程度に抑えた形状を得ることができた。また,最適化を数段階に分け,部材をグルーピングしながら部材長さを一様化することにより,線形座屈荷重を考慮しながらも,部材種類の少ない形状を得ることもできた。以上の最適形状では,ベジエ曲面を用いることによりスムーズな形状を得ることができた。
また,負のガウス曲率を有する曲面である単層HPラチスシェルを対象として,静的弾塑性座屈解析を行い,座屈性状を明らかにし,従来からラチスドームの耐力評価に用いられている正規化細長比による評価方法が,単層HPラチスシェルに関しても,適用可能であることを示した。また,荷重不整および形状初期不整が座屈性状に与える影響についても明らかにした。
ドーム形状の単層ラチスシェルに関しては,地震応答性状または動的座屈性状の検討を行った。解析方法として応答スペクトル解析の完全二次結合(CQC)を用い,水平地震動入力の場合の応答加速度評価を行い,ドームの静的地震力作成の可能性を見出した。動的座屈性状に関しては,入力波形としてステップ波を用い,時刻歴弾塑性応答解析により,ドームの半開角またはステップ波の入力方向の違いが動的座屈性状に与える影響について分析した。
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