2005 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
17360270
|
Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
大崎 純 京都大学, 工学研究科, 助教授 (40176855)
|
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 正愛 京都大学, 防災研究所, 教授 (00207771)
田川 浩 名古屋大学, 環境学研究科, 助教授 (70283629)
|
Keywords | 形状最適化 / 鋼構造骨組 / 発見的手法 / 塑性履歴吸収エネルギー / 多目的最適化 / 組合せ最適化 / 応答曲面法 / スチフナ |
Research Abstract |
1.建築骨組における梁の1/2の部分を想定して,静的繰り返し載荷を受ける片持ち梁の弾性及び弾塑性挙動を解析するため,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。 2.応答曲面法によって応答量を近似し,非線形計画法によって,梁フランジの切欠部分や接合部のハンチの形状を最適化した。ここで,目的関数としては単調載荷時の塑性吸収エネルギーや剛性を考え,固定端での応力に関する制約を与えた。 3.固定端での応力に関する制約の下で,静的繰返し載荷時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,擬似焼きなまし法と汎用有限要素解析プログラム(ABAQUS)を結合させることによって求めた。 4.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。 5.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。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。 6.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。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。
|
Research Products
(6 results)