システム建築工法による体育館施設の収容人員に応じた鋼材量最小設計の比較分析

高橋 颯汰; 山川 誠; 長坂 健太郎; 井口 哲朗; 棚橋 泰治; 土屋 蒔紋

doi:10.11345/japannctam.66.0_141

第66回理論応用力学講演会

セッションID: OS6-3-01

DOI https://doi.org/10.11345/japannctam.66.0_141

会議情報

主催: 日本工学会理論応用力学コンソーシアム

共催: 日本建築学会, 日本計算数理工学会, 日本数学会, 日本船舶海洋工学会, 日本流体力学会, 日本計算工学会, 土木学会, 日本混相流学会, 自動車技術会, 日本伝熱学会, 地盤工学会, 日本機械学会, 日本物理学会, 農業農村工学会, 日本風工学会, 日本地震工学会, 日本応用数理学会

後援: 日本学術会議理論応用力学分科会(機械工学委員会・総合工学委員会・土木工学建築学委員会合同)

会議名: 第66回理論応用力学講演会

開催地: オンライン

開催日: 2022/06/24 - 2022/06/26

OS6 最適化・AIによる先進的解析 (3)

システム建築工法による体育館施設の収容人員に応じた鋼材量最小設計の比較分析

*高橋颯汰, 山川誠, 長坂健太郎, 井口哲朗, 棚橋泰治, 土屋蒔紋

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キーワード: 構造最適化, 最小鋼材量設計, システム建築, 局所探索法, ペナルティ法

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抄録

公共体育館施設の多く現在老朽化に伴う建て替えの時期を迎えている．そのためシステム建築工法の体育館施設の適用が検討されている．本研究はシステム建築工法による設計に構造最適化の手法を取り入れ，さらなる合理化を目指す．本研究の目的は鋼材量最小設計を局所探索法により解を求め体育館施設の収容人員に応じた最適解特性の分析を行うことである．

　部材断面を設計変数とし離散断面寸法のリストから選択する．目的関数は部材の総重量とする．制約条件として変形や応力などの構造性能に関する制約を考慮する．この鋼材量最小化問題にペナルティ法を用いた局所探索法に基づく最適化法によって離散最適化を行う．

　梁間スパンの異なる3つの体育館モデルに対し初期解を変えてそれぞれ100ケース解析を行った．数値解析の結果，初期解の依存性が観察された．また連続解と比較して離散解の鋼材量は6.7％から9.0％増加した．

責任著者(Corresponding author)

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