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Development and Application of Form-Finding Method for Free-Form Reticulated Shell Structures with High Seismic Performance and Resource Saving

高抗震节约资源自由曲面网壳结构找形方法的开发与应用

基本信息

批准号：
21K04357
负责人：
木村俊明
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nagoya City 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

本年は，接合部の標準化を考慮した自由曲面屋根の形状最適化法についてまとめた後，高耐震性能化を目的とした下部構造体の最適化と振動台実験の準備を行った。接合部の標準化を考慮した自由曲面屋根の形状最適化法は昨年構築した内容から大きな変更はなく，査読付き論文誌に掲載が決定した。次に，高耐震性能化を目的とした下部構造体の最適化については，構造体に配置されたブレースの有無を設計変数として，構造体の応答加速度・応答変位を最小化する多目的最適化手法を構築した。応答量は水平・鉛直共に考慮し，評価には応答スペクトル法を用いた。3D CAD(Rhinoceros)をベースにした最適化ツールを作成し，様々な平面形状を持つラチスシェル屋根構造物の数値解析を試行した。多目的最適化手法への拡張を図り，且つ3D CADと連動した設計ツールを構築したことにより，最適化に伴う振動性状や力学性能の変化を多角的に把握することが可能となった。今後は接合部の標準化を考慮した自由曲面屋根の形状最適化法と統合し高度化を図る。最後に，振動台実験の準備では，まず設計条件を整理した。加振計画については対象構造物と試験体モデルの固有周期を算定し，地震波の圧縮を図ることとした。計測方法はモーションキャプチャを用いることとした。試験体については3Dプリンタを用いた接合部モデルを試作し，曲面屋根と支持構造体の部分モックアップを組み立てて，検証を行った。これらを基に試験体の作成方針を確定した。

This year, the standardization of the joint part is considered. After the shape optimization method of the free-form surface root, the optimization of the substructure with high seismic performance and the preparation of the vibration table are carried out. Considering the standardization of joint parts, the shape optimization method of free-form surface root is used to determine the content of joint parts. Second, the optimization of the lower structure for the purpose of high seismic performance is to construct a multi-purpose optimization method for minimizing the acceleration and displacement of the structure. The answer is horizontal and vertical. 3D CAD(Rhinoceros) is an optimization tool for the design of 3D CAD (Rhinoceros). Multi-purpose optimization techniques are available for 3D CAD design, construction, optimization, vibration characteristics, mechanical properties, and multi-angle control. In the future, the standardization of joint parts shall be considered. The shape optimization method of free-form surface root shall be integrated into the height optimization method. Finally, the vibration table is ready to adjust the design conditions. The natural period of the seismic wave is determined by the vibration program. The method of measurement is: The test body is equipped with a 3D interface. The test body is equipped with a 3D interface. This is the first time that the government has made a decision on the establishment of a trial system.