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統計的手法により複数の解析を統合した免震構造物の最適設計法

研究課題

研究課題/領域番号 17760454
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 建築構造・材料
研究機関京都大学

研究代表者

山川 誠  京都大学, 工学研究科, 助教 (50378816)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2007年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2006年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード建築構造・材料 / 免震構造物 / 最適設計 / 統計的推測
研究概要

(1)主体骨組を含めた免震構造物の最適設計法
応答スペクトル法の解析結果を補正して時刻歴応答解析の予測値を統計的に得る応答補正モデルを閉形表現された最適性条件に適用して免震層の最適値関数を効率的に得る方法を提案した.さらに免震層と上部構造物の同時最適化問題を分割法により定式化し,上部構造物の静的外力に対する最適化問題の目的関数に免震層の最適値関数を加えることにより,主体骨組を含めた免震構造物の最適解が効率良く得られることを示した.また,弾塑性時刻歴解析による応答を直接制約とした問題に比べて少ない計算量で安定した解が得られることを数値解析例により示した.
(2)免震構造物の設計支援システムの開発
近年,鉄骨造建物や超高層建物などの建築物にも免震構造の適用が可能となっている.鉄骨造建物の場合に一般的に用いられる外法一定H形鋼材を対象として,混合回帰モデルを用いて部材断面の特徴を精度良く表現できる方法を提案し,設計支援システムの開発を行った.この方法では規格品リストの特徴を部材せいに着目して定式化し,断面寸法のような物理的空間よりも低次元な特徴空間で問題を記述し,問題の自由度を小さくできることを示した.本手法を動的応答制約条件下のコスト最小化問題に適用して得られる設計解は規格品リストの特徴を精度よく表現していることを数値解析例により示した.
(3)免震構造物のロバスト設計法
施工不良や材料および地震動の不確定性等を考慮すると,免震層へのダンパー配置においてもロバストな設計が望ましい.本研究では超球体変動領域内における時刻歴応答の最悪値を制約条件とするミニ・マックス型の定式化を行い,その近似解を一次複素固有値の実部に着目して求めるロバスト最適設計法を提案した.付加減衰の10%程度の標準偏差であれば,最悪応答の良い予測値が得られることを数値解析例により確認した.

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] 混合回帰モデルにより外法一定H形鋼規格を考慮した最適設計法2007

    • 著者名/発表者名
      山川 誠
    • 雑誌名

      鋼構造年次論文報告集 15

      ページ: 33-40

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 応答補正モデルを用いた免震構造物の最適設計法2007

    • 著者名/発表者名
      増原哲士, 山川誠, 上谷宏二
    • 雑誌名

      日本建築学会近畿支部研究報告集 (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 応答補正モデルを用いた鋼構造骨組の粘性ダンパー量最適設計法2006

    • 著者名/発表者名
      山川 誠, 辻聖晃, 上谷 宏二, 中川 佳久
    • 雑誌名

      日本鋼構造協会鋼構造年次論文報告集 第14巻

      ページ: 401-407

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 数理的手法に基づく建築構造設計と最適設計感度分析2006

    • 著者名/発表者名
      五十子幸樹, 山川誠, 上谷宏二
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 第599号

      ページ: 87-94

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 超楕円体領域における変数変動を考慮した鋼構造骨組のロバスト最適設計法2006

    • 著者名/発表者名
      山川 誠, 吉富信太, 上谷宏二
    • 雑誌名

      理論応用力学講演会講演論文集 第55回

      ページ: 139-140

    • NAID

      130005020539

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ベイズ情報量基準を用いた鋼構造骨組の最適部材断面分布制御法2005

    • 著者名/発表者名
      山川 誠, 吉富信太, 上谷宏二
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集(近畿) B-1

      ページ: 377-378

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ベイズ情報量基準により滑らかさを考慮した鋼構造骨組最適設計法2005

    • 著者名/発表者名
      山川 誠, 吉富信太, 上谷宏二
    • 雑誌名

      日本鋼構造協会鋼構造年次論文報告集 第13巻

      ページ: 605-610

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] 応答補正モデルを用いた免震構造物の最適設計法2007

    • 著者名/発表者名
      増原哲士
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2007-08-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 応答補正モデルを用いた免震構造物の最適設計法2007

    • 著者名/発表者名
      増原哲士
    • 学会等名
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • 発表場所
      大阪工業技術専門学校
    • 年月日
      2007-06-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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