耐震レジリエンス／ロバスト性向上のための数値実験システムの開発

开发数值实验系统以提高抗震能力/鲁棒性

基本信息

批准号：
22K04420
负责人：
山川誠
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

建物性能、地震動特性、復旧シナリオの不確定性について耐震ロバスト性と耐震レジリエンスを評価し、構造計画上の意思決定に有用な学術的基盤の提供と数値実験システムの実現に必要な研究を行った。得られた研究実績の概要は以下の通りである。1)構造性能、地震動特性に不確定性が含まれる場合の耐震ロバスト性指標の信頼区間を順序統計量から予測するために、順序パラメータ、予測精度、必要標本数の関係について理論的検討を行った。また、構造システムの減衰効果と心棒効果に着目し、パラメータ変動に対する応答低減率の定量的検討から耐震ロバスト性の高い構造形式について分析を行った。2)半導体製造工場を対象に地震動レベルと期待損失、復旧期間の関係を調べ、耐震レジリエンスを定量的に扱うための理論的検討を行った。検討結果に基づき、期待損失、期待復旧期間の積分値から耐震レジリエンスを表す指標値を算出した。3)鋼構造骨組の鋼材量最小設計に機械学習を適用することによる解探索性能の向上を検討した。検討を通じて、強化学習が有効であるとの結果を得られた。4)初期剛性付与型変位制御型ブレースおよび地震時のエネルギー吸収要素となる履歴型ダンパー（座屈拘束ブレース）と粘性型ダンパー（オイルダンパー）の組み合わせについて検討を行った。5)入力された地震を模擬した揺れの加速度、速度、変位の最大値やその他条件より人の不安度の傾向を知り、また、フロアレベルの応答に対する人体頭部の応答を明らかにした。

评估了地震鲁棒性和地震弹性，以进行建筑绩效，地震运动特征和恢复方案的不确定性以及提供对结构计划决策有用的学术基础所必需的研究，并实现数值实验系统。获得的研究结果的摘要如下。 1）为了预测在结构性能和从顺序统计中的结构性能和地震动态特征中包括不确定性时，地震鲁棒性索引的置信区间，订单参数，预测准确性和所需样本数量之间的关系是理论上的。此外，着重于结构系统的阻尼效应和曼德斯效应，我们通过定量检查对参数变化的响应降低率，分析了具有高地震鲁棒性的结构形式。 2）我们研究了半导体制造厂的地震运动水平，预期损失和恢复期之间的关系，并进行了一项理论研究以定量处理地震弹性。根据研究的结果，根据预期损失和预期恢复期的积分值计算了代表地震弹性的指数值。 3）我们通过将机器学习应用于钢结构框架的最小钢量设计来研究解决方案搜索性能。通过这项研究，我们发现增强学习是有效的。 4）我们研究了一个位移控制支架的组合，该支架具有初始刚性和病史阻尼器（屈曲约束支架）和粘性阻尼器（油阻尼器），这些阻尼器在地震时会吸收能量元素。 5）我们根据模拟输入地震的加速度，速度和最大震动的位移来了解人类焦虑水平的趋势，并最大程度地流离失所，并揭示了人头对地板水平反应的反应。

项目成果

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专著数量（0）

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专利数量（0）

Optimal design of space steel frames based on decomposition and reconstruction of plane frames using reinforcement learning

基于强化学习平面框架分解重构的空间钢框架优化设计

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
Proc. of Asian Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization 2022
影响因子：
0
作者：
Nicola Andrea Kotaro Takenaka;Makoto Yamakawa
通讯作者：
Makoto Yamakawa

拡張ラグランジュ乗数法に基づくAdam法を用いた鋼材量最小設計

基于扩展拉格朗日乘数法的 Adam 法最小钢量设计