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減衰部材を有する鋼構造建物の大地震後の継続利用を志向した合理的設計解導出法

大震后带阻尼构件钢结构继续使用合理设计解推导方法

基本信息

批准号：
21K04337
负责人：
高木次郎
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

最適化手法を利用して鋼構造建物のコスト最小設計解（優良設計解）を求め、耐震性能や架構型式、構造種別、規模等に応じたコスト変化を分析した。架構型式については、ほぼ全ての柱梁接合部を剛接合とする架構型式（全体型）と外周部に耐震架構を集約する架構型式（集約型）を評価した。構造種別については、純ラーメン構造、座屈拘束ブレース（BRB）あるいは鋼管ブレース（PB）を有するブレース構造などを検討した。純ラーメン構造では柱梁部材の断面寸法を設計変数とし、ブレース構造ではそれに加えて、ブレースの耐力と配置を設計変数とした。BRB（減衰部材）と主架構を同時に最適化して合理的な耐震システムを導出した。最適化の制約条件は、長期荷重と中小地震に対する許容応力度設計を満足することと、大地震に対する設計として限界耐力計算による安全限界の制約を満足することとした。限界耐力計算中の静的増分解析による建物の水平耐力と変形性能の評価により減衰部材による地震エネルギー吸収効果を積極的に評価した。純ラーメン構造では集約型の鋼材量が少ないことやBRBを有するブレース構造では主架構の剛性が相対的に低い全体型が合理的であることなどを確認した。また、集約型の架構型式は米国をはじめとする諸外国で一般的に使われることに着目して、米国の一般的な耐震設計法であるEquivalent Lateral Force (ELF) procedureを満足する全体型と集約型の優良設計解を導出した。日本の設計と比較してELFに準拠した純ラーメン構造の水平剛性が大幅に小さいことなどを確認した。さらに、高層免震構造についても上部構造の応答と免震層の最大変位を制約条件とする優良設計解を導出して、免震装置と上部構造のコストの総和を最小化する優良設計解を導出した。上記の研究により、査読付き論文1編を執筆した。

Optimization technique を USES して steel structure building のコスト minimum design solution () good design solution をめ, seismic performance や architecture type, structure, kind, size, etc に応じたコスト variations change を analysis した. Architecture type については, ほぼ full ての column beam joints を just joint とする architecture type (all the) と peripheral department に seismic architecture を intensive する architecture type (intensive) を review 価した. Tectonic kind については, pure ラーメン structure, flexor constraint ブレース (BRB) あるいは steel pipe ブレース (PB) をするブレース tectonic などを beg し検た. Pure ラーメン tectonic ではの section beam of material "を design - several とし, ブレース tectonic ではそれに plus えて, ブレースの endurance と configuration を design - several とした. The BRB (anti-aging component) と main structure を, while に optimizes the <s:1> て reasonable な shock resistance システムを derivation たた. Optimization はの restriction conditions, moderate and small earthquakes long-term load とにす seaborne る allowable 応 strength design を against foot することと, earthquake にす seaborne る design として limit endurance calculation による safety clearance の restrict を against foot することとした. の is static in the calculation of limit endurance of rights decomposition analysis による building endurance との level - shaped の performance evaluation 価により damping of material による earthquake エネルギー収 absorption working fruit を positive に review 価した. Pure ラーメン tectonic では intensive の steel fewer がないことや BRB を have するブレース tectonic では main architecture のが rigidity of seaborne に type low い all が reasonable であることなどを confirm した. また, intensive の architecture type は U.S. をはじめとする the foreign で general に make われることに with mesh して, m の general な seismic design method of である Equivalent Lateral Force (ELF) procedure を against foot する all type と intensive の good design solution を export した. Japan の design として ELF に quasi 拠した pure ラーメン tectonic の horizontal rigidity がに substantially smaller さいことなどを confirm した. さらに, high-rise seismogenic structure free についても superstructure のの応と answer from shock layer - a biggest を restriction conditions とする good design solution を export して, avoid shock device と superstructure のコストの総 and minimize をする good design solution を export した. The above note: the research is によによ, the reference is 読, the paper is 読, the first editor is を, and the writing is た.