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2018 年度 実績報告書

既存骨組への影響を考慮した耐震補強のための制震ディバイスの形状最適化

研究課題

研究課題/領域番号 16H04449
研究機関京都大学

研究代表者

大崎 純  京都大学, 工学研究科, 教授 (40176855)

研究分担者 田川 浩  広島大学, 工学研究科, 教授 (70283629)
高木 次郎  首都大学東京, 都市環境科学研究科, 准教授 (90512880)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード耐震補強 / 構造最適化 / ブレース / ブロック壁
研究実績の概要

1.連続体のトポロジー最適化の手法を拡張し,耐震壁と既存骨組の間の接触を考慮する大変形問題に対して,壁の開口部の数と形状を最適化する方法を開発した。また,嵌合形式を用いてブロックを接合する形式の耐震壁を対象として,最適なブロック形状と嵌合形状を求める手法を提案し,有限要素解析によってその有効性を検証した。
2.昨年度最適化したラチス形式のブロック耐震壁モデルと,上記の連続体の最適モデルに対して,3Dプリンタを用いて試験体を作成し,骨組に設置して水平方向静的繰り返し載荷実験を行った。その結果,規則的な部材配置を有する基準モデルと比べて載荷性能が向上することを確認した。
3.耐震補強での利用を想定して圧縮力のみを負担する二重鋼管圧縮ブレースについて,これまで検討してきたブレース接合部がピン接合の場合とは異なり,固定接合形式の場合を検討した。また,さまざまな接合部形状を新たに検討するとともに,繰返し載荷実験および有限要素解析を通じてそれらの挙動特性を考察し,十分な載荷性能を有することを確認した。
4.曲げ変形による降伏を先行させて座屈を抑制するブレース機構について,昨年度に引き続き実験を行うとともに,数値解析によって実験結果の検証を行った。また,耐震架構配置と柱断面形状が異なる架構に対して,純ラーメン構造やブレース構造などの構造種別に応じた優良設計解を求め,合理的な架構を設計するための検討を行った。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 既存躯体との接触接合による耐震補強格子ブロック壁の形状最適化2019

    • 著者名/発表者名
      木村俊明,大崎純,山岡祐貴
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 84 ページ: 385-391

    • DOI

      10.3130/aijs.83.1445

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Machine learning for combinatorial optimization of brace placement of steel frames2018

    • 著者名/発表者名
      T. Tamura, M. Ohsaki and J. Takagi
    • 雑誌名

      Japan Architectural Review

      巻: 1(4) ページ: 419-430

    • DOI

      10.1002/2475-8876.12059

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 固定接合形式二重鋼管圧縮ブレースに関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      包子 翔平, 田川 浩, 陳 星辰
    • 学会等名
      日本建築学会中国支部研究報告集
  • [学会発表] 形状最適化された接触接合耐震補強格子ブロック壁の構造性能実験2019

    • 著者名/発表者名
      木村俊明,大崎 純,田川 浩,高木次郎,見上知広
    • 学会等名
      日本建築学会近畿支部研究報告集
  • [学会発表] Shape and topology optimization of shear wall consisting of latticed blocks2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura, M. Ohsaki, Y. Yamaoka
    • 学会等名
      Proceedings of IASS Symposium 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Machine learning for layout optimization of braces of building frames, Proc.2018

    • 著者名/発表者名
      M. Ohsaki, T. Tamura, J. Takagi and T. Kimura
    • 学会等名
      Asian Congress of Structural and Multidisciplinary Otimization (ACSMO 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] 既存躯体との接触接合による耐震補強ブロック壁の形状最適化2018

    • 著者名/発表者名
      山岡祐貴,大崎 純, 木村俊明
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(東北)
  • [学会発表] 耐震架構配置が異なり保有水平耐力が同等の鋼構造架構の構造性状比較2018

    • 著者名/発表者名
      小花瑠香,高木次郎,大崎 純
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(東北)
  • [学会発表] 断面性状が異なる曲げ降伏先行ブレースの正負交番載荷時挙動評価2018

    • 著者名/発表者名
      上野彰太,高木次郎,小花瑠香,大崎 純
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(東北)
  • [学会発表] 機械学習を用いた鋼構造骨組のブレース配置の性能予測と組合せ最適化2018

    • 著者名/発表者名
      田村拓也,大崎 純,木村俊明,高木次郎
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(東北)
  • [学会発表] 機械学習による応答予測を用いた鋼構造ブレース補強骨組の付加応力最小化2018

    • 著者名/発表者名
      木村俊明,大崎 純,田村拓也,高木次郎
    • 学会等名
      第41回情報・システム・利用・技術シンポジウム,日本建築学会・情報システム技術委員会

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公開日: 2019-12-27  

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