高性能有限要素解析による免制震ディバイス最適化のための数値実験システム

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360248
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 建築構造・材料
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 大崎 純 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40176855)
• 研究分担者: 磯部 大吾郎 筑波大学, システム情報工学研究科, 准教授 (00262121) ; 宮村 倫司 日本大学, 工学部, 講師 (30282594) ; 張 景耀 名古屋市立大学, 芸術工学研究科, 准教授 (50546736) ; 山下 拓三 防災科学技術研究所, 兵庫耐震工学研究センター, 研究員 (40597605) ; 渡邊 秀和 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教 (20620636)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 有限要素解析 / 最適化 / 免制震ディバイス / 弾塑性応答

研究概要

建築骨組の免震・制振ディバイスの性能最適化のための数値実験システムの要素技術を開発した。本システムは，鋼材料の繰返し載荷特性をモデル化するための構成則とパラメータ同定法，少ない解析回数で精度の保証された近似最適解を得ることができる確率的手法，骨組のパラメータと応答値の現実的な上・下限値を求めるための確率的手法で構成される。
制振ディバイスの例として，せん断パネルダンパーの形状を最適化し，塑性エネルギー消費能力や変形能力を大きく向上できることを示した。また，免震骨組の地震応答解析を実施し，支承の地震時の局所応答を，詳細に検討可能であることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] 鋼構造骨組の実大実験結果を用いた解析パラメータの同定と地震応答のばらつきの評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大崎純, 桂 正彦, 渡邊秀和, 引野剛
  • 雑誌名: 構造工学論文集 巻: Vol.59B ページ: 201-209
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有限要素解析と発見的手法によるせん断型鋼板ダンパーの最適化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野添順規, 大崎純, 渡邊秀和
  • 雑誌名: 日本建築学会構造系論文集 巻: Vol.78, No.689 ページ: 1247-1252
  • 査読あり
• [雑誌論文] Verification and validation of a seismic response analysis code for framed structures using the ASI-Gauss technique (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Isobe, W. S. Han and T. Miyamura
  • 雑誌名: Earthquake Engineering and Structural Dynamics 巻: Vol.42 ページ: 1767-1784
  • 査読あり
• [雑誌論文] A random sampling approach to worst-case design of structures (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Ohsaki and M. Katsura
  • 雑誌名: Struct. Multidisc. Optim 巻: Vol.46 ページ: 27-39
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization of link member of eccentrically braced frames for maximum energy dissipation (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Ohsaki and T. Nakajima
  • 雑誌名: J. Constr. Steel Res 巻: Vol.75 ページ: 38-44
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical simulations on the collapse behaviors of high-rise towers (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Isobe, L. T. T. Thanh and Z. Sasaki
  • 雑誌名: Int. J. of Protective Structures 巻: Vol.3(1) ページ: 1-19
  • 査読あり
• [学会発表] Dynamic collapse analysis of four-story steel frame using E-Simulator (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Miyamura, M. Ohsaki, T. Yamashita, D. Isobe and M. Kohiyama
  • 学会等名: Proc. 4th Int. Conf. on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering (CompDyn2013)
  • 発表場所: Kos, Greece
  • 年月日: 2013-06-14
• [学会発表] High-precision finite-element analysis of rubber bearing for base-isolation of building structures (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Ohsaki, T. Miyamura, M. Kohiyama, T. Yamashita, M. Yamamoto and N. Nakamura
  • 学会等名: Proc. 4th Int. Conf. on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering (CompDyn2013)
  • 発表場所: Kos, Greece
  • 年月日: 2013-06-14
• [学会発表] Shape optimization of energy dissipation devices for passive seismic control of building frames (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Watanabe, M. Ohsaki and J. Nozoe
  • 学会等名: Proc. Structures Congress 2013
  • 発表場所: ASCE, Pittsburg, USA
  • 年月日: 2013-05-03
• [学会発表] A heuristic algorithm for parameter identification of steel materials under asymmetric cyclic elastoplastic deformation (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Ohsaki, J. Y. Zhang, T. Miyamura
  • 学会等名: Proc. CJK-OSM7
  • 発表場所: Huangshan, China
  • 年月日: 2012-06-12
• [学会発表] Shape optimization of shear-type hysteretic steel damper for building frames using FEM-analysis and heuristic approach (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Watanabe, M. Ohsaki, J. Nozoe and S. Yasuda
  • 学会等名: Proc. 7th China-Japan-Korea Joint Symposium on Optimization of Structural and Mechanical Systems (CJK-OSM7)
  • 発表場所: Huangshan, China
  • 年月日: 2012-06-12
• [学会発表] Optimization of energy dissipation property of eccentrically braced steel frames (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Ohsaki and T. Nakajima
  • 学会等名: Proc. 9th World Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization (WCSMO9)
  • 発表場所: Shizuoka, Japan
  • 年月日: 2011-06-15
• [学会発表] Probability-based optimal design of moment-resisting frames using kriging approximation model (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Y. Zhang and M. Ohsaki
  • 学会等名: Proc. 9th World Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization (WCSMO9)
  • 発表場所: Shizuoka, Japan
  • 年月日: 2011-06-15
• [学会発表] Optimum design of steel frames considering uncertainty of parameters (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Katsura and M. Ohsaki
  • 学会等名: Proc. 9th World Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization (WCSMO9)
  • 発表場所: Shizuoka, Japan
  • 年月日: 2011-06-14