耐震性能及び居住性能向上のための既存建築物に対する制振装置のハイブリッド最適設計

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1. 設計用地震動を受ける弾塑性構造物の最大応答を時刻歴解析によることなく予測する方法として、幾何学的定義に基づく等価線形化法を構築した。本手法は、等価減衰消費エネルギーの評価において高次モードの影響を考慮しているため、これまでに提案されている手法よりも精度が高い。2. 層剛性分布があらかじめ与えられた多構面多層せん断型構造物に対して、弾性限変位が同一の構面より層を構成するよりも、弾性限変位が大きな構面と小さな構面を組み合わせて層を構成したほうが、レベル2以上に相当する地震動に対する最大層間変位が小さくなることを、弾塑性時刻歴応答解析を通じて明らかにした。このことは、履歴ダンパーを既存建築物に組み込む際には、複数の強度からなるダンパー群を組み合わせて用いることにより、いっそう効率的に応答低減効果を発揮させられることを示している。3. 多層骨組構造物に対して、設計用地震動に対する層間変位およびひずみ制約条件を満足し、かつ、構造に関わるコストが最小になるような、最適部材断面積分布と最適粘性ダンパー配置を見いだすための理論を構築した。動的制約条件下の最適設計問題を部材数の多い骨組構造物に直接的に適用すると、数値計算が膨大になるという問題点があるため、本研究では、第一段階設計として、動的制約条件の下で粘性ダンパー付きせん断型構造物を設計し、第二段階設計として、第一段階設計で得られたせん断型構造物と等価な粘性ダンバー付き骨組構造物を、静的制約条件の下で勾配投影法により見いだすという手順を採用した。