遺伝的アルゴリズムによる高層構造物に適した層間設置型制振装置の最適配置法

基于遗传算法的高层结构层间阻尼装置优化布置方法

基本信息

批准号：
09750276
负责人：
古屋治
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo Metropolitan College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,近年実際の構造物への適用例が増えつつある層間設置型制振装置の構造物への配置方法を検討したものである。当該研究対象は,現在装置が普及している日本やアメリカにおいても未確立の問題であり,今後の層間設置型制振装置のさらなる普及を考える上で観点で極めて重要な問題である。層間設置型制振装置の最適配置法の検討で問題となるのは,最適配置法の定義,使用装置数と建物階層数の増大で配置組み合わせが指数乗に増加すること,そして,最適配置が構造物の動特性や設計条件,解析時の入力波に依存することである。このため,最適配置を行う際には,まず,なんらかの高速かつ柔軟性を有した最適化アルゴリズムが必要となる。本研究では遺伝的アルゴリズムを用いている。本年度は,まず,昨年度に引き続き,超高層建物を想定した40層建物モデルに1000体の層間エネルギ吸収型制振装置を配置する際の配置問題において,様々な入力波に対して複数の設計要求を満たすような入力波に対して高いロバスト性を有する最適配置方法を検討した。設計要求としては,建物全層を対象とした最大層間変位の低減,建物に使用する制振装置数の削減,そして,単位装置当たりの平均エネルギ消費量の増加である。これらの設計条件を用いることで,制振効果,経済性,配置効率を評価する。対入力波ロバスト性に関しては,建物の低次のモードを励起するような人工地震波を用い,他の入力波に対して高いロバスト性を有する適正配置の生成を行った。結果より,解析対象建物の低次モードを励起する人工地震波を用いて最適配置を検討することにより,他の入力波に対しても設計要求を満たすような対入力波ロバスト性を有した最適配置が得られることを明らかにした。また,次の段階として,本研究結果を実証することを目的とした実験モデルの設計を行い,40層建物を5層建物モデルにて表現可能なスケールダウンを試みた設計を実施し,その予備解析を行った。

这项研究研究了近年来越来越多地应用于实际结构的结构上的层间振动阻尼装置的布置方法。这项研究的主题在日本和美国是一个未建立的问题，该设备目前很受欢迎，这是一个非常重要的问题，从考虑将来进一步扩散层间振动阻尼装置的角度来看。考虑到最佳安装振动阻尼设备的最佳放置方法的问题是，最佳放置方法的定义，所使用的设备数量和建筑层的数量在放置组合中增加到指数功率，而最佳放置取决于结构的动态特征，在设计条件下，在分析过程中进行了分析。因此，在执行最佳位置时，首先需要具有某种快速和灵活的优化算法。该研究使用遗传算法。在今年，在去年之后，在布局问题中，将1,000层间间的能量吸收振动放在40层的建筑模型中，该模型旨在用于超级建筑物，我们首先检查了具有较高鲁棒的输入波的最佳布置方法，这些方法符合各种输入波的输入波。设计要求包括减少整个建筑物的最大层间位移，减少建筑物中使用的振动阻尼设备的数量，并增加单位设备的平均能源消耗。使用这些设计条件，评估了振动阻尼效果，经济和放置效率。关于输入波的鲁棒性，激发建筑物低阶模式的人造地震波被用来以高鲁棒性与其他输入波产生适当的排列。结果表明，通过使用人工地震波研究最佳排列，激发了要分析的建筑物的低阶模式，对于满足其他输入波的符合设计要求的最佳排列，具有稳健性的最佳排列。此外，作为下一步，我们设计了一个实验模型，目的是展示这项研究的结果，并设计了一种试图缩小可以使用5层建筑模型来表达的40层建筑物，并进行了初步分析。