Development of new structure design tools for buildings

开发新的建筑结构设计工具

• 批准号: 12650576
• 负责人: FUJII Daiji
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12650576/
• 关键词: Structural design; Topology optimization; Homogenization design method; Density approach; Ground structure method; Voxel finite element method; mechanisms

In this study, new structure disegn tools using the topology optimization method were developed for the design of buildings. In the topology optimization tool for frame structure, the ground structure approach was used, and in this tool, semi-righd connections can be treated. In the tool for 2 dimensional structure and shell structure, the homogenization design method was used. In the tool for 3 dimensional structure, the density approach and voxel finite element method were used. In these tools, clear topology can be obtained, because an effective filtering method was applied. In addition, the graphic user interface was developed in order to use for the education. Also, the Optimality criteria method and CONLIN method were used in tools in order to improve the calculation cost. These software will be opened to public as a book with CD from MARUZEN.

在这项研究中，新的结构设计工具，使用拓扑优化方法开发的建筑物的设计。在框架结构拓扑优化工具中，采用了基结构法，可以处理半直角连接。在二维结构和壳体结构的设计工具中，采用了均匀化设计方法。在三维结构建模工具中，采用了密度法和体素有限元法。在这些工具中，可以得到清晰的拓扑结构，因为一个有效的过滤方法被应用。此外，开发了图形用户界面，以便用于教育。在工具中采用了优化准则法和CONLIN法，以提高计算效率。这些软件将作为一本书与丸善的CD一起向公众开放。

项目成果

藤井大地, 鈴木克幸, 大坪英臣: "最適化手法COLINを用いた3次元構造物の位相最適化"土木学会応用力学論文集. Vol.4. 69-77 (2001)

Daichi Fujii、Katsuyuki Suzuki、Hideomi Otsubo：“使用优化方法 COLIN 进行三维结构的拓扑优化”，日本土木工程师学会应用力学杂志，第 4 卷 69-77。

D. Fujii, K. Suzuki, and H. Ohtsubo: "Topology optimizatio of frame structures using CONLIN optimizer"Journal of Struct. Constr. Engng, AIJ. No. 548. (2001)

D. Fujii、K. Suzuki 和 H. Ohtsubo：“使用 CONLIN 优化器对框架结构进行拓扑优化”Journal of Struct。

D. Fujii, M. Kitayama, K. Suzuki, H. Ohtsubo, E. Kazama, T. Kawai: "Topology optimization of Continuum Using Nodeless Hybrid Element"Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, A. Vol. 68, No. 667. 399-406 (2002)

D. Fujii、M. Kitayama、K. Suzuki、H. Ohtsubo、E. Kazama、T. Kawai：“使用无节点混合元件的连续体拓扑优化”日本机械工程师学会汇刊，A.卷。

藤井大地,江島晋,菊池昇: "均質化設計法を用いた弾性変形機構の位相最適化"日本建築学会構造系論文集. 528. 99-105 (2000)

Daichi Fujii、Susumu Ejima 和 Noboru Kikuchi：“使用均匀化设计方法的弹性变形机制的拓扑优化”日本建筑学会结构工程学报 528. 99-105 (2000)。

藤井大地, 鈴木克幸, 大坪英臣: "最適性規準法を用いた位相最適化におけるフィルタリング法"日本建築学会構造系論文集. No.543. 105-112 (2001)

Daichi Fujii、Katsuyuki Suzuki、Hideomi Otsubo：“使用最优性准则方法进行拓扑优化的过滤方法”日本建筑学会结构工程学报第 543. 105-112 号（2001 年）。