構造物ー杭ー地盤連成系モデルの混合型逆問題定式化による強震時応答制約設計法

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02452214
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 中村 恒善 京都大学, 工学部, 教授 (20025894)
• 研究分担者: 大崎 純 京都大学, 工学部, 助手 (40176855) ; 竹脇 出 京都大学, 工学部, 助手 (20155055) ; 小坂 郁夫 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助手 (40127163) ; 上谷 宏二 京都大学, 工学部, 助教授 (40026349)
• キーワード: 構造物ー地盤連成系 / 混合型逆問題 / 強震時応答制約設計法 / 応答制約設計解の順序集合 / ひずみ制御設計法 / 設計用応答スペクトル

研究概要

本研究の目的は、基盤入力及び地盤震動を考慮した予測精度の高い建築構造物ー杭ー地盤連成系モデルに対し、基盤面で設定される設計用応答スペクトル適合地震動群に対する杭及び構造物の平均最大応答量が指定分布となる構造物と杭の剛性及び強度分布を直接求める「地震時応答制約設計法」を展開し、それに対応する設計支援システムを構築することにある。本年度の研究成果は以下の通りである。1.代表骨組ー杭ー地盤連成系モデルに対し、「1次固有周期・1次固有モ-ド指定設計法を展開し、その設計法を利用して上記設計用地震動群に対するSRSS評価材端代表層応力比が指定値に一致するような梁,柱及び杭の剛性分布を見出す「強震時弾性応答制約設計法」の基礎的部分を展開した。2.基礎固定時の筋違付骨組及び耐震壁付骨組について、強震時応答制約設計法を展開し、地盤との連成モデルへ拡張するための基礎理論を構築した。また、代表骨組モデルの激震時応答解析結果より、激震時応答制約設計のための有益な知見を得た。3.弾性支持された複数層等剛性を有する剪断型構造物モデルの地震時応答制約設計解を、区分的テイラ-展開手法により求める方法を開発した。4.弾性支持された偏心を有する立体剪断型構造物モデルの地震時応答制約設計解を、地盤柔性をパラメタ-とする区分的テイラ-展開手法により求める方法を開発した。5.弾性支持された構造物の1次固有周期制約条件下の最適設計解について、支持ばね剛性値と構造物剛性和に関する不等式を導いた。6.平板状立体トラスー杭ー地盤連成系モデルに対し、平均最大応答ひずみの上限値をパラメタ-とした「応答ひずみ制約設計トラスの順序集合」を生成するための理論を展開した。さらに、新たに購入したエンジニアリングワ-クステ-ションを用いて、順序集合内のトラスの種々の特性を視覚化するためのポストプロセッサを開発した。

研究成果

• [文献書誌] 中村 恒善: "弾性支持された複数層指定剛性比せん断型構造物の地震時応答制約設計" 構造工学論文集. (1991)
• [文献書誌] 島野 幸弘: "弾性建築骨組ー杭ー地盤連成系の最適設計及び地震時応答制約設計" 日本建築学会大会学術講演梗概集. 構造I. 625-626 (1990)
• [文献書誌] 西影 武知: "基礎梁を持たない杭支持平面ラ-メンの1次固有周期制約条件下における最適設計" 日本建築学会大会学術講演梗概集. 構造I. 1105-1106 (1990)
• [文献書誌] 五十子 幸樹: "弾性支持された構造物の1次固有周期制約条件下の最適設計解に関する不等式" 日本建築学会大会学術講演梗概集. 構造I. 1103-1104 (1990)
• [文献書誌] 瀧 正哉: "二層等剛性せん断型構造物の最適設計及び地震時応答制約設計" 日本建築学会大会学術講演梗概集. 構造I. 627-628 (1990)
• [文献書誌] 後藤 憲司: "上層部と下層部で異なる2軸共通偏心軸を有するせん断型構造物モデルの最適設計" 日本建築学会大会学術講演梗概集. 構造I. 583-584 (1990)
• [文献書誌] 小原 貢: "設計用地震応答ひずみに対する1クラスの筋違付平面骨組の剛性設計" 日本建築学会大会学術講演梗概集. 構造I. 623-624 (1990)
• [文献書誌] 桝井 健: "逆問題定式化による地震時応答制約梁の順序集合生成法" 日本建築学会大会学術講演梗概集. 構造I. 1101-1102 (1990)
• [文献書誌] 大崎 純: "指定1次固有振動数を有する平面トラスの最適部材配置の自然生成法" 日本建築学会大会学術講演梗概集. 構造I. 1293-1294 (1990)
• [文献書誌] Tsuneyoshi Nakamura: "A natural generator of optimum topology of plane trusses for specified fundamental frequency" Comput.Meth.Appl.Mech.Engng.(1991)
• [文献書誌] Tsuneyoshi Nakamura: "Sequential generator of earthquakeーstrain constrained curved space trusses for design strain ranges" Computer Aidid Optimum Design Proc.Opti 91,Boston. (1991)
• [文献書誌] Makoto Ohsaki: "Sequential generator of optimal structures for candidate frequency ranges" Computer Aidid Optimum Design Proc.Opti 91,Boston. (1991)
• [文献書誌] Tsuneyoshi Nakamura: "Geometrical optimization of elastically supported doubly curved space trusses designed for specified earthquakeーstrains" Proc.IVーICCCBE'91,Tokyo. (1991)