鋼構造の構造創生法の開発

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本研究は、鋼構造物の構造設計に構造安全性と経済性などを勘案した多目的最適化法を用いることにより、定量化可能な複数の変数を遺伝的アルゴリズムによる多目的最適化問題として定式化し、評価方法に実務的な構造設計法や施工性などを採り入れることによって、実務設計において使い物になる、使用性に富んだ構造創生支援ツールを設計の現場に提供し、質の高い建築構造物の実現に寄与することのできる構造創生支援環境の構築を目標としている。本研究では、今まで行って来た構造システム別の研究成果を一つの最適化システムとしてまとめ、統合することと、鉄骨製作にかかる費用や、施工費、人件費、柱梁の接合部のパターンなど、工事の全工程における総コストを考慮することで、より実務的で現実的設計支援を行うことである。研究により、構造最適化の評価コストとしてこれまで鋼材コストのみを考慮してきた鋼構造創生支援手法に、鉄骨製作プロセスにおけるコストや、施工費、柱梁接合部における溶接費やそのパターンおよび、その施工可能性を制約条件として、コスト最小化の単一目的および、コストと層間変形角の多目的に取り入れ、より実務的で現実的設計を行うことができることを示した。本研究による最適化手法を用いた設計支援環境が構築できれば、設計者は明示的に与えられた条件を満足する複数の設計可能解を一度に得ることができ、構造部材の断面算定等、一部の単純作業から解放されることで、それに費やす時間、労力を削減できるだけではなく、構造部材のプロポーションと構造物全体の力学的特性の関係性を確認しながら設計を進めることができるようになる。こうした設計環境により、設計者は創造性、総合性を必要とする本来の作業に専念することができ、結果として質の高い構造設計を行うことが可能となるものと考えている。