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公開番号2025006082
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023106648
出願日2023-06-29
発明の名称連結制振構造の設計方法及び連結制振構造の設計システム
出願人株式会社大林組
代理人個人,個人
主分類G06F 30/20 20200101AFI20250109BHJP(計算;計数)
要約【課題】連結制振構造の高さ方向におけるダンパーの配置を最適化した情報を得る設計方法及び設計システムを提供する。
【解決手段】方法は、第1構造体及び第2構造体を有する連結制振構造の解析モデルを設定し、解析モデルに対する第1構造体及び第2構造体の間の棟間変位の上限値を含む制約条件を設定し、第1構造体と第2構造体の間にダンパーを配置する層の数である設置層数を変化させて、解析モデルに対し地震力を入力して応答を求め、制約条件の下、設置層数及び地震時層せん断力係数を変数として多目的最適化演算を行うことにより、設置層数及び地震時層せん断力係数のパレート解を算出する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
第１構造体及び第２構造体を有する連結制振構造の解析モデルを設定し、
前記解析モデルに対する前記第１構造体及び前記第２構造体の間の棟間変位の上限値を含む制約条件を設定し、
前記第１構造体と前記第２構造体の間にダンパーを配置する層の数である設置層数を変化させて、前記解析モデルに対し地震力を入力して応答を求め、
前記制約条件の下、前記設置層数及び地震時層せん断力係数を変数として多目的最適化演算を行うことにより、前記設置層数及び地震時層せん断力係数のパレート解を算出する、連結制振構造の設計方法。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記連結制振構造の第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向に対して、前記パレート解をそれぞれ算出する、請求項１に記載の連結制振構造の設計方法。
【請求項３】
前記制約条件に、層間変形角の上限値をさらに含める、請求項１に記載の連結制振構造の設計方法。
【請求項４】
前記制約条件に、前記ダンパーの最大減衰力をさらに含める、請求項１に記載の連結制振構造の設計方法。
【請求項５】
前記制約条件に含まれる複数の条件のうち、少なくとも一つを満たさないと判定された前記設置層数及び地震時層せん断力係数の組み合わせについて、満たされない条件の内訳を算出する、請求項３又は４に記載の連結制振構造の設計方法。
【請求項６】
前記第１構造体は、内部にボイド空間を有する架構であって、
前記第２構造体は、前記ボイド空間に位置する架構である、請求項１に記載の連結制振構造の設計方法。
【請求項７】
第１構造体及び第２構造体を有する連結制振構造の解析モデルを設定し、
前記解析モデルに対する前記第１構造体及び前記第２構造体の間の棟間変位の上限値を含む制約条件を設定し、
前記第１構造体と前記第２構造体の間にダンパーを配置する層の数である設置層数を変化させて、前記解析モデルに対し地震力を入力して応答を求め、
前記制約条件の下、前記設置層数及び地震時層せん断力係数を変数として多目的最適化演算を行うことにより、前記設置層数及び地震時層せん断力係数のパレート解を算出する、連結制振構造の設計システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、連結制振構造の設計方法及び連結制振構造の設計システムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
連結制振構造は、２棟の構造物を、制振部材であるダンパーにより連結することで地震動等の振動エネルギーを効率的に吸収する構造形式である。連結制振構造におけるダンパーの数及び配置は、連結制振構造が適用される建物の耐震性を左右する重要なパラメータである。連結制振構造におけるダンパーの数を最適化する手法として、定点理論を用いたものが提案されている（例えば非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
蔭山満，安井譲，背戸一登，「連結制振の基本モデルにおける連結バネとダンパーの最適解の誘導」，日本建築学会構造系論文集，２０００年３月，６５巻，５２９号，ｐ．９７－１０４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、ダンパーの減衰性能の非線形性を考慮して、連結制振構造の高さ方向におけるダンパーの合理的な配置を決定することは難しい。このため、ダンパーの配置の決定は、設計者の経験に因ることが多かった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する連結制振構造の設計方法は、第１構造体及び第２構造体を有する連結制振構造の解析モデルを設定し、前記解析モデルに対する前記第１構造体及び前記第２構造体の間の棟間変位の上限値を含む制約条件を設定し、前記第１構造体と前記第２構造体の間にダンパーを配置する層の数である設置層数を変化させて、前記解析モデルに対し地震力を入力して応答を求め、前記制約条件の下、前記設置層数及び地震時層せん断力係数を変数として多目的最適化演算を行うことにより、前記設置層数及び地震時層せん断力係数のパレート解を算出する。
【０００６】
上記課題を解決する連結制振構造の設計システムは、第１構造体及び第２構造体を有する連結制振構造の解析モデルを設定し、前記解析モデルに対する前記第１構造体及び前記第２構造体の間の棟間変位の上限値を含む制約条件を設定し、前記第１構造体と前記第２構造体の間にダンパーを配置する層の数である設置層数を変化させて、前記解析モデルに対し地震力を入力して応答を求め、前記制約条件の下、前記設置層数及び地震時層せん断力係数を変数として多目的最適化演算を行うことにより、前記設置層数及び地震時層せん断力係数のパレート解を算出する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、連結制振構造の高さ方向におけるダンパーの配置を最適化した情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
連結制振構造の一実施形態を模式的に示す高さ方向の断面図である。
同実施形態の連結制振構造におけるダンパーの配置を示す平面図である。
同実施形態の設計システムのハードウェア構成を示す図である。
同実施形態の設計システムのブロック図である。
同実施形態の設計方法の手順を示すフローチャートである。
同実施形態の連結制振構造の解析モデルを示す図である。
同実施形態の多目的最適化の結果の一例であるパレート解の分布を示す図である。
同実施形態の多目的最適化の結果の一例であるパレート解の分布を示す図である。
同実施形態における制約条件を満足しないケースの内訳を示す図である。
同実施形態における一部のパレート解のダンパーの配置を示す表である。
図１０の表に示すパレート解毎の高さ方向の層せん断力係数分布を示す図である。
図１０の表に示すパレート解の代表毎の高さ方向の層間変形角分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図１～図１２に従って、連結制振構造の設計方法及び連結制振構造の設計システムの一実施形態を説明する。
（制振建物）
図１は、連結制振構造を有する制振建物１０の断面を模式的に示す。
【００１０】
制振建物１０は、第１構造体２０と第２構造体３０とを有する。第１構造体２０は、内部にボイド空間１１を有する。第２構造体３０は、ボイド空間１１に位置する。第１構造体２０は、第２構造体３０の正面、背面及び各側面を空間を介して囲う。ここでは、第１構造体２０はラーメン架構である。第２構造体３０は、外周壁として耐震壁を用いた鉄筋コンクリート造である。第１構造体２０は３６階、第２構造体３０は２７階であって第２構造体３０の上方は吹抜になっている。また、第１構造体２０及び第２構造体は、４階床レベルで一体化される。
（【００１１】以降は省略されています）

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