| 研究概要 |
1.建築骨組における梁の1/2の部分を想定した片持ち梁に対して,フランジとウェブをシェル要素で分割して,有限要素解析モデルを作成した。このモデルに対し,固定端での累積塑性ひずみに関する制約を与えて,静的単調載荷及び繰返し載荷の下での塑性吸収エネルギーを最大化するようなフランジ形状を,擬似焼きなまし法を用いて最適化を行った。その結果,最適化によって,エネルギー吸収性能を維持しながら,固定端の累積塑性ひずみを効果的に減少させることが可能であることがわかった。上記の最適形状に対して物理実験モデルを作成して単調載荷試験を行い,最適形状が材料定数や載荷条件などに対して十分なロバスト性を有することを明らかにした。
2.平面骨組を対象として,単調載荷時の剛性,単調載荷で崩壊に至るまでの吸収エネルギー,全部材体積,地震時に崩壊に至るまでの吸収エネルギーなどを目的関数とし,部材断面は与えられたリストから選択するものとして,多目的組合せ最適化問題を定式化した。また,その問題を,単点探索型の発見的手法として分類される擬似焼きなまし法及びタブー探索法で解くためのアルゴリズムを開発した。さらに,多目的遺伝的アルゴリズムで用いられるシェアリング関数を単点探索の手法に導入することによって,パレート最適解の多様性を維持できることを示した。3.H形鋼柱とH形鋼梁の接合部では,梁フランジからの荷重による柱の局部破壊を防ぐために,水平スチフナで補強する場合が多い。梁フランジ幅がある程度狭いケースでは,スチフナの全幅が有効とならず,耐力が低くなる場合がある。スチフナを適切に設計するために,これまでに理論分析による耐力評価式の導出と有限要素解析が行われていたが,接合部実験を行い耐力評価式の精度を確認した。また,ウェブとスチフナの応力状態やフランジの面外変形を測定して,崩壊機構の妥当性を実証した。
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