統計的手法により複数の解析を統合した免震構造物の最適設計法

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(1)主体骨組を含めた免震構造物の最適設計法応答スペクトル法の解析結果を補正して時刻歴応答解析の予測値を統計的に得る応答補正モデルを閉形表現された最適性条件に適用して免震層の最適値関数を効率的に得る方法を提案した.さらに免震層と上部構造物の同時最適化問題を分割法により定式化し,上部構造物の静的外力に対する最適化問題の目的関数に免震層の最適値関数を加えることにより,主体骨組を含めた免震構造物の最適解が効率良く得られることを示した.また,弾塑性時刻歴解析による応答を直接制約とした問題に比べて少ない計算量で安定した解が得られることを数値解析例により示した.(2)免震構造物の設計支援システムの開発近年,鉄骨造建物や超高層建物などの建築物にも免震構造の適用が可能となっている.鉄骨造建物の場合に一般的に用いられる外法一定H形鋼材を対象として,混合回帰モデルを用いて部材断面の特徴を精度良く表現できる方法を提案し,設計支援システムの開発を行った.この方法では規格品リストの特徴を部材せいに着目して定式化し,断面寸法のような物理的空間よりも低次元な特徴空間で問題を記述し,問題の自由度を小さくできることを示した.本手法を動的応答制約条件下のコスト最小化問題に適用して得られる設計解は規格品リストの特徴を精度よく表現していることを数値解析例により示した.(3)免震構造物のロバスト設計法施工不良や材料および地震動の不確定性等を考慮すると,免震層へのダンパー配置においてもロバストな設計が望ましい.本研究では超球体変動領域内における時刻歴応答の最悪値を制約条件とするミニ・マックス型の定式化を行い,その近似解を一次複素固有値の実部に着目して求めるロバスト最適設計法を提案した.付加減衰の10%程度の標準偏差であれば,最悪応答の良い予測値が得られることを数値解析例により確認した.