JP2002189769A - Method for designing underground conduit structure - Google Patents

Method for designing underground conduit structure

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JP2002189769A
JP2002189769A JP2000386935A JP2000386935A JP2002189769A JP 2002189769 A JP2002189769 A JP 2002189769A JP 2000386935 A JP2000386935 A JP 2000386935A JP 2000386935 A JP2000386935 A JP 2000386935A JP 2002189769 A JP2002189769 A JP 2002189769A
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Japan
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design
safety
pareto
conditions
solution
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JP2000386935A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukinari Fukumoto
幸成 福本
Mitsuo Harada
光男 原田
Ikumasa Yoshida
郁政 吉田
Shuichi Suzuki
修一 鈴木
Atsuo Takahashi
淳夫 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electric Power Services Co Ltd
Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
Tokyo Electric Power Services Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To objectively and quantitatively evaluate the balance between safety and economical efficiency. SOLUTION: In the designing method, when the method is started, examination conditions are inputted in S1. The examination conditions include a design condition, design variable and its examination range, alternative design preparation condition and limit state. In S2, a random number is generated, and n pieces of alternative designs are prepared. When the n pieces of alternative designs are prepared, fitness is respectively evaluated with respect to the n pieces of alternative designs in S3. In the fitness evaluation, the fitness evaluation for safety and the fitness evaluation for economical efficiency are handled on the same basis to each other, and a fitness evaluation by Pareto ranking is performed in order to evaluate the balance between the safety fitness evaluation and the economical efficiency fitness evaluation. In S4, n pieces of alternative designs based on genetic algorithm are updated, and in S5, local search is carried out. When it is decided that the number of generations reaches N in S6, a shift is made to S7. In the S7, an optimum alternative design is selected, results are outputted and the procedure is finished.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、地中管路構造物
の設計方法に関し、特に、地中に設置されるボックスカ
ルバートなどの管路の安全性と経済的とのバランスを、
客観的かつ定量的に評価できる設計方法に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for designing an underground pipeline structure, and more particularly to a method for balancing the safety and economy of pipelines such as box culverts installed underground.
The present invention relates to a design method that can be evaluated objectively and quantitatively.

【0002】[0002]

【従来の技術】地中の所定深度に、開削工法などにより
に設置される鉄筋コンクリート製のボックスカルバート
などの管路構造物を設計する際には、一般に、設計者
は、以下の手順でその設計を行っている。
2. Description of the Related Art When designing a pipe structure such as a reinforced concrete box culvert to be installed at a predetermined depth in the ground by an open-cutting method or the like, a designer generally performs the design in the following procedure. It is carried out.

【0003】すなわち、通常の設計手順は、まず、設計
者自身のこれまでの経験や、既設計の条件などを参考に
して、常時及び地震時の構造物の設計において考慮すべ
き限界状態,管路設置レベル,管路の材料特性,管路設
置個所の地層構成およびその物性値,地下水位などの検
討条件に基づいて、部材厚みなどの設計変数を決定す
る。
That is, a normal design procedure is firstly performed by referring to the designer's own experience and the existing design conditions, etc., in order to always consider the limit state, pipe, The design variables such as the member thickness are determined based on the examination conditions such as the road installation level, the material properties of the pipeline, the geological composition and physical properties of the pipeline installation location, and the groundwater level.

【0004】次に、決定した設計変数に基づいて構造設
計を行い、試作実験やシミュレーション(構造解析)に
より、耐力や躯体の挙動などを計算し、これらが設計上
満足すべき条件の許容値内に入っているか否かを確認
し、許容値を満足していなければ、最初に設定した設計
変数を若干変更して、先の手順を繰り返して、許容値を
満足する構造諸元を決定し、設計を終了している。
[0004] Next, a structural design is performed based on the determined design variables, and the yield strength and the behavior of the skeleton are calculated by trial production experiments and simulations (structural analysis). Check if it does not meet the allowable value, if it does not satisfy the allowable value, slightly change the design variables set first, repeat the previous procedure, determine the structural specifications that satisfy the allowable value, The design has been completed.

【0005】しかしながら、このような従来の地下管路
構造物の設計方法には、以下に説明する課題があった。
[0005] However, such a conventional method of designing an underground pipeline structure has the following problems.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】すなわち、前述した従
来の設計方法では、設計者の経験や取得知識などを基本
に地下管路の躯体を設計するので、経験が豊富な設計者
の場合には、例えば、市販の設計ソフトを用いても、比
較的少ない繰り返し回数で、適度な設計が行えるが、経
験が少ないと多大な時間がかかる。
That is, in the above-described conventional design method, the framework of the underground pipeline is designed based on the experience and acquired knowledge of the designer. For example, even if commercially available design software is used, an appropriate design can be performed with a relatively small number of repetitions, but it takes a lot of time if there is little experience.

【0007】また、ある程度効率的に設計できたとして
も、設計された構造物の安全性と経済性とのバランスが
取れているか否かは、客観的に不明であり、また、バラ
ンスの評価がある程度評価できたとしても、その評価
は、定量的でないという問題があった。
[0007] Even if a design can be designed to a certain degree of efficiency, it is not objectively clear whether or not the safety and the economical efficiency of the designed structure are balanced. Even if it could be evaluated to some extent, there was a problem that the evaluation was not quantitative.

【0008】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、安
全性と経済的とのバランスを客観的かつ定量的に評価で
きる地中管路構造物の設計方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide an underground system capable of objectively and quantitatively evaluating the balance between safety and economy. An object of the present invention is to provide a method of designing a pipeline structure.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、管路設置レベル,管路の材料特性,管路
設置個所の地層構成およびその物性値,地下水位,構造
物の設計において考慮すべき限界状態などの設計条件を
含む検討条件に基づいて地中管路構造物の設計を行う方
法において、前記検討条件に、予め設定する複数の設計
変数を加え、前記設計変数の組合わせを乱数に基づいて
行って複数の設計対案を作成し、作成された複数の前記
設計対案の各安全性および経済性をそれぞれ評価し、得
られた評価結果を、前記安全性および経済性をパラメー
タとして二次元座標上に表示した際に、原点と評価結果
とを対角とする4角形のなかに、他の評価結果が含まれ
ない解を適応度の高いパレート解として、これを複数個
求め、最終的に要求される条件に応じて、複数の前記パ
レート解中から最終設計案を選択可能にするステップを
含むようにした。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention relates to a pipe installation level, a pipe material property, a stratum composition and a physical property value of a pipe installation location, a groundwater level, and a structure of a pipe. In a method of designing an underground pipeline structure based on study conditions including design conditions such as limit conditions to be considered in design, in the study conditions, a plurality of design variables set in advance are added, and A plurality of design alternatives are created by performing the combination based on random numbers, and the safety and economy of each of the created multiple design alternatives are respectively evaluated.The obtained evaluation result is referred to as the safety and economic efficiency. Is displayed on the two-dimensional coordinates as a parameter, a solution that does not include other evaluation results is set as a Pareto solution with high fitness in a quadrangle having the origin and the evaluation result as diagonals. Required and finally required Depending on the conditions, and to include the step of the final design plan can be selected from a plurality of the Pareto solutions in.

【0010】上記構成の地中管路構造物の設計方法によ
れば、検討条件に、予め設定する複数の設計変数を加
え、設計変数の組合わせを乱数に基づいて行って複数の
設計対案を作成し、作成された複数の設計対案の各安全
性および経済性をそれぞれ評価し、得られた評価結果
を、安全性および経済性をパラメータとして二次元座標
上に表示した際に、原点と評価結果とを対角とする4角
形のなかに、他の評価結果が含まれない解を適応度の高
いパレート解として、これを複数個求め、最終的に要求
される条件に応じて、複数のパレート解中から最終設計
案を選択可能にするので、選択された最終設計案は、安
全性および経済性のバランスが評価されたものとなり、
しかも、その評価は、パレート解として求めたものから
の選択なので、客観性を備え、かつ、定量的なものとな
る。
According to the method of designing an underground pipeline structure having the above-described configuration, a plurality of design variables set in advance are added to the study conditions, and a combination of the design variables is performed based on random numbers, so that a plurality of design proposals are formed. When the safety and economics of each of the created multiple design alternatives are evaluated, and the obtained evaluation results are displayed on the two-dimensional coordinates using the safety and economics as parameters, the origin and evaluation are evaluated. A solution that does not include other evaluation results is determined as a Pareto solution having a high degree of fitness in a quadrangle having the result as a diagonal, and a plurality of solutions are obtained. Since the final design plan can be selected from within the Pareto solution, the selected final design plan is evaluated as a balance between safety and economy,
Moreover, since the evaluation is selected from those obtained as Pareto solutions, the evaluation is objective and quantitative.

【0011】また、本発明では、前記検討条件に遺伝的
アルゴリズムのパラメータと世代数とを加え、複数の前
記パレート解に対して、エリートパレートの保存,選
択,淘汰,交叉,突然変異を設定し、設定された前記世
代数だけ遺伝的アルゴリズムを繰り返す度に、前記パレ
ート解の改良解を求めるステップを含むことができる。
Further, in the present invention, a parameter of a genetic algorithm and the number of generations are added to the above-mentioned examination conditions, and storage, selection, selection, crossover, and mutation of elite pareto are set for a plurality of Pareto solutions. And a step of obtaining an improved Pareto solution each time the genetic algorithm is repeated for the set number of generations.

【0012】この構成によれば、遺伝的アルゴリズムを
採用することにより、局所解が複数存在する場合や、離
散値をとる設計変数(地中管路の鉄筋コンクリート躯体
の鉄筋径,部材厚みなど)に効果的に対処することがで
き、より好適なパレート解を求めることができる。
According to this configuration, by adopting the genetic algorithm, when there are a plurality of local solutions, or when design variables taking discrete values (reinforcing bar diameter, member thickness, etc. of a reinforced concrete skeleton of an underground pipeline). Effective measures can be taken, and a more suitable Pareto solution can be obtained.

【0013】さらに、本発明では、前記改良解に対し
て、前記設計変数を微小変化させた際の安全性を求め、
この安全性が変化前よりも変わらない場合には、前記設
計変数を変化後の値に順次変更するステップを含むこと
ができる。
Further, according to the present invention, for the improved solution, safety when the design variable is slightly changed is obtained.
If the safety does not change from before the change, the method may include a step of sequentially changing the design variables to the changed values.

【0014】この構成によれば、遺伝的アルゴリズムを
採用した場合の計算時間を短縮することができる。
According to this configuration, the calculation time when the genetic algorithm is employed can be reduced.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1か
ら図11は、本発明にかかる地中管路構造物の設計方法
の一実施例を示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 11 show an embodiment of a method of designing an underground pipeline structure according to the present invention.

【0016】図1は、本発明にかかる設計方法の全体フ
ローチャート図であり、本実施例の設計方法では、地中
管路構造物として、図2,3に示すような形状のボック
スカルバート10を設計対象としている。
FIG. 1 is an overall flowchart of the design method according to the present invention. In the design method of the present embodiment, a box culvert 10 having a shape as shown in FIGS. Designed.

【0017】本実施例の設計方法では、まず、設計手順
がスタートすると、ステップ1で検討条件の入力が行わ
れる。この場合に入力される検討条件は、.設計条
件、.設計変数およびその検討範囲、.設計対案作
成条件、.構造物の設計において考慮すべき限界状態
である。
In the design method of the present embodiment, first, when the design procedure starts, in step 1 the study conditions are input. The examination conditions input in this case are: Design condition,. Design variables and their study scope,. Design vs. drafting conditions,. This is a critical condition to be considered in the design of a structure.

【0018】ここで、.設計条件は、ボックスカルバ
ート10の設置レベル,ボックスカルバート10の材料
特性,設置個所の地層構成およびその物性値,地下水位
などである。
Here,. The design conditions include the installation level of the box culvert 10, the material characteristics of the box culvert 10, the geological composition of the installation location and its physical properties, the groundwater level, and the like.

【0019】この設計条件のより具体的な内容を図2に
示している。同図に示したボックスカルバート10は、
内空が4.0m×4.0mの概略正方形断面となってい
て、上端が地表から約5mの個所に埋設される。
FIG. 2 shows more specific contents of the design conditions. The box culvert 10 shown in FIG.
The inner space has a roughly square section of 4.0m x 4.0m, and the upper end is buried at a location about 5m from the ground surface.

【0020】埋設個所の周辺地盤の地層は、埋戻土層
(粘性土:Bc層、砂質土:Bs層)、沖積砂質土層
(As層)および砂質泥岩層(Tm層)となっているの
で、これらの地層に対応した物性値の数値,地下水位の
深度値などを入力する。
The ground layers around the burial site include backfill soil layers (cohesive soil: Bc layer, sandy soil: Bs layer), alluvial sandy soil layer (As layer) and sandy mudstone layer (Tm layer). Therefore, enter the numerical values of the physical properties corresponding to these strata, the depth value of the groundwater level, etc.

【0021】ボックスカルバート10の使用材料は、設
計基準強度24,40N/mm2のコンクリートを用
い、鉄筋は、主鉄筋がSD295、せん断補強筋は、S
D345を用いる。なお、SD295,SD345は、
異形鉄筋の種類を示すものであって、各数値は、鉄筋の
降伏点または0.2%耐力が、295(345)N/m
2以上であることを示している。
The material used for the box culvert 10 is concrete having a design standard strength of 24,40 N / mm 2 , the main reinforcing bar is SD295, and the shear reinforcing bar is S.
D345 is used. Note that SD295 and SD345 are
It shows the type of deformed rebar, and each numerical value indicates that the yield point or 0.2% proof stress of the rebar is 295 (345) N / m.
m 2 or more.

【0022】また、.設計変数は、ボックスカルバー
ト10の断面を形成する要素毎に、以下のように設定し
た。図2,3に示したボックスカルバート10の躯体
は、底版12と、この底版12の両端に垂設された一対
の側壁14と、側壁14の上端間に設置された頂版16
とを備え、概略正方形断面になっている。
In addition,. The design variables were set as follows for each element forming the cross section of the box culvert 10. The frame of the box culvert 10 shown in FIGS. 2 and 3 includes a bottom plate 12, a pair of side walls 14 suspended at both ends of the bottom plate 12, and a top plate 16 installed between upper ends of the side walls 14.
And has a substantially square cross section.

【0023】底版12は、その厚みがWD3となってい
て、上側の主鉄筋がVL3、下側に主鉄筋がVU2、せ
ん断補強筋がVS3となっているので、これらの具体的
な値をそれぞれ入力する。
The bottom plate 12 has a thickness of WD3, an upper main reinforcing bar of VL3, a lower main reinforcing bar of VU2, and a shear reinforcing bar of VS3. input.

【0024】側壁14は、その厚みがWD2となってい
て、主鉄筋がVL2、せん断補強筋がVS2,VS3と
なっているので、これらの具体的な値をそれぞれ入力す
る。
Since the side wall 14 has a thickness of WD2, the main reinforcing bar is VL2, and the shear reinforcing bars are VS2 and VS3, these specific values are input.

【0025】頂版16は、その厚みがWD1となってい
て、下側の主鉄筋がVL1、上側に主鉄筋がVU1、せ
ん断補強筋がVS1となっているので、これらの具体的
な値をそれぞれ入力する。
The top plate 16 has a thickness of WD1, a lower main reinforcing bar of VL1, an upper main reinforcing bar of VU1, and a shear reinforcing bar of VS1. Enter each.

【0026】各部材厚みなどの検討範囲は、以下の表1
に示すように、それぞれ複数個ずつ設定する。
The study range of each member thickness is shown in Table 1 below.
As shown in FIG.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】さらに、.設計対案作成条件は、本実施
例の場合には、後述するように遺伝的アルゴリズムによ
る解析を行い、かつ、これを複数回繰り返すので、遺伝
的アルゴリズムのパラメータ、すなわち、世代数N(繰
り返し回数)の設定と、人口数(設計対案の数n),エ
リート保存数,突然変異率などである。
Further,. In the case of the present embodiment, since the analysis by the genetic algorithm is performed as described later and this is repeated a plurality of times, the parameters of the genetic algorithm, that is, the number of generations N (the number of repetitions) , The number of populations (the number of designs versus plans n), the number of elites saved, the mutation rate, and the like.

【0029】また、.構造物の設計において考慮すべ
き限界状態は、以下の表2に示す内容であって、検討す
べき限界状態およびその照査方法は、コンクリート標準
示方書(土木学会編、コンクリート標準示方書、平成8
年度制定、1996)に準拠した。
In addition,. The limit conditions to be considered in the design of the structure are shown in Table 2 below. The limit conditions to be considered and the checking method are described in the Concrete Standard Specifications (edited by the Japan Society of Civil Engineers, Concrete Standard Specifications, Heisei 8).
Yearly established, 1996).

【0030】[0030]

【表2】 [Table 2]

【0031】土木分野での限界状態設計法を用いたコン
クリート構造物の設計では、コンクリート標準示方書に
記述されている限界状態およびその照査方法の認知度が
高く、これがよく用いられている。
In the design of a concrete structure using the limit state design method in the field of civil engineering, there is a high degree of recognition of the limit state described in the Standard Specification for Concrete and its checking method, and this is often used.

【0032】そこで、本実施例でもこれを用いて安全性
の評価を行った。コンクリート示方書では、構造物の設
計目的を、構造物が施工中および設計耐用期間中に作用
する荷重に対して、適度な安全性を有することとしてい
る。従って、ここでの限界状態は、構造物の適度な安全
性に対して規定されたものである。
Therefore, in the present embodiment, the safety was evaluated using this. The Concrete Specification states that the design purpose of the structure is to have a moderate level of safety against the load applied to the structure during construction and during the design life. Therefore, the limit state here is defined for a proper safety of the structure.

【0033】以上の各検討条件の入力が終了すると、ス
テップ2に移行する。ステップ2では、入力された検討
条件の.設計変数に対応して、複数(n個)の設計対
案が作成される。
When the input of each of the above examination conditions is completed, the process proceeds to step S2. In step 2,. A plurality (n) of design proposals are created corresponding to the design variables.

【0034】上記表1に示した.設計変数では、部材
厚み(WD1,2,3)が6通り、主鉄筋(上筋、VU
1,2)が13通り、主鉄筋(下筋、VL1,2,3)
が13通り、せん断補強筋(VS1,2,3,4)が8
通りあるので、これらの組合わせによる設計対案は、
(63)×(132)×(133)×(84)=3285億
通りとなり、これらの全てについて検討すると、膨大な
時間がかかり現実的でない。
The results are shown in Table 1 above. In the design variables, there are six types of member thickness (WD1, 2, 3) and the main reinforcing bars (upper bar, VU
13), 13 main bars (lower bar, VL1,2,3)
13 types and 8 types of shear reinforcement (VS1, 2, 3, 4)
Because there is a way, the design countermeasure by these combinations,
(6 3) × (13 2 ) × (13 3) × (8 4) = become 328500000000 ways, considering all these, impractical takes a lot of time.

【0035】そこで、本実施例では、ステップ2で、乱
数を発生させて、ランダムにこれらの組合わせを選択し
て、n個の設計対案を作成する。n個の設計対案が作成
されると、次のステップ3で、n個の設計対案に対し
て、それぞれ適応度の評価が行われる。
Therefore, in the present embodiment, in step 2, a random number is generated, a combination of these is randomly selected, and n design proposals are created. When n design alternatives are created, in the next step 3, fitness evaluation is performed on each of the n design alternatives.

【0036】このステップ3で実行される適応度の評価
の詳細を図4に示している。同図に示した適応度の評価
では、サブステップ3a〜3dに示した安全性の適応度
評価と、サブステップ3e〜3fで経済性の適応度の評
価とを、関連づけた状態で同列に扱い、これらのバラン
スを評価するようにしている。
FIG. 4 shows details of the fitness evaluation performed in step 3. In the fitness evaluation shown in the figure, the safety fitness evaluation shown in the sub-steps 3a to 3d and the economic fitness evaluation in the sub-steps 3e to 3f are treated in the same column in an associated state. I try to evaluate these balances.

【0037】すなわち、安全性の適応度評価では、安全
性を入力条件として指定した限界状態に対する照査値中
での最大値(安全余裕度の最小値)とし、サブステップ
3aで、まず、指定した限界状態ごとに解析モデルの作
成が行われる。
That is, in the safety fitness evaluation, the safety is set as the maximum value (minimum value of the safety margin) in the check value for the limit state specified as the input condition, and the specified value is first specified in the sub-step 3a. An analysis model is created for each limit state.

【0038】図5に本実施例で作成した解析モデルの一
例を示している。この図に示した解析モデルでは、ボッ
クスカルバート10の躯体を梁要素とし、躯体に接触す
る外周地盤をせん断および水平方向地盤バネで模式して
いる。
FIG. 5 shows an example of the analysis model created in this embodiment. In the analysis model shown in this figure, the skeleton of the box culvert 10 is a beam element, and the outer peripheral ground contacting the skeleton is schematically represented by shear and horizontal ground springs.

【0039】解析モデルの設定が終了すると、サブステ
ップ3bで、作用荷重の作成が行われる。図6に、表2
に示した限界状態のレベル2地震動を検討する際に作成
する作用荷重の一例を示している。
When the setting of the analysis model is completed, in step 3b, an applied load is created. FIG. 6 shows Table 2.
3 shows an example of an acting load created when examining the level 2 ground motion in the limit state shown in FIG.

【0040】続くサブステップ3cでは、構造解析によ
り、断面力(モーメント,せん断力,軸力,変位)の算
定が行われる。この算定には、例えば、常時の解析に
は、線形モデルの二次元骨組解析を採用し、また、地震
時の解析には、応答変位法(地盤の変形が構造物に作用
する力を応答変位として骨組モデルに与える)による非
線形二次元骨組解析法を用いて、断面力を算定する。図
7には、応答変位法による解析に基づいて求められた断
面力の一態様が示されている。
In the following sub-step 3c, the sectional force (moment, shear force, axial force, displacement) is calculated by structural analysis. For this calculation, for example, a two-dimensional frame analysis of a linear model is used for regular analysis, and a response displacement method is used for the analysis during an earthquake. Is applied to the frame model) to calculate the section force. FIG. 7 shows one mode of the sectional force obtained based on the analysis by the response displacement method.

【0041】この場合、地震時の解析で用いる地震外力
は、例えば、一次元地盤応答解析(レベル1地震動で
は、全応力解析、レベル2では、有効応力解析)を行い
て算定する。(この場合に用いる入力地震動は、加速度
時刻歴波形として与える)断面力が算定されると、続く
サブステップ3dで、算定結果に基づいて、表2に示し
た限界状態に対する照査が行われ、n個の設計対案につ
いてそれぞれ安全性が評価される。
In this case, the seismic external force used in the analysis at the time of the earthquake is calculated by, for example, performing a one-dimensional ground response analysis (total stress analysis for level 1 ground motion, effective stress analysis for level 2). (The input seismic motion used in this case is given as an acceleration time history waveform.) When the sectional force is calculated, in the following substep 3d, based on the calculation result, the limit state shown in Table 2 is checked, and n is checked. Safety is evaluated for each of the design alternatives.

【0042】この場合の照査方法は、前述したコンクリ
ート示方書に準拠し、常時の検討は、a.終局限界状
態,b.使用限界状態を、地震時の検討では、a.レベ
ル1地震動に対する検討(耐震性能1)、b.レベル2
地震動に対する検討(耐震性能2)を行う。
In this case, the checking method is based on the above-mentioned concrete specification, and the regular examination is a. Ultimate limit state, b. In the investigation at the time of the earthquake, the use limit state is determined by: Study on level 1 ground motion (seismic performance 1), b. Level 2
Investigate seismic motion (seismic performance 2).

【0043】これをより具体的に説明すると、まず、常
時の検討では、 a.終局限界状態 最大耐荷能力に対する限界状態であり、その代表例に
は、断面破壊,剛体安定,変位および変位の終局限界状
態がある。本実施例では、そのうち断面破壊の終局限界
状態(構造物または部材の断面が破壊を生じる状態)に
対して安全性を評価した。
To explain this more concretely, first, in the regular examination, a. Ultimate limit state This is the limit state for the maximum load-carrying capacity, and typical examples include the ultimate limit state of section failure, rigid body stability, displacement and displacement. In this example, the safety was evaluated for the ultimate limit state of the cross-sectional fracture (the state in which the cross-section of the structure or the member is broken).

【0044】安全性に対する照査は、曲げ終局耐力,せ
ん断耐力について実施した。これらの照査では、構造解
析により算定した設計断面力Sと設計断面耐力Rの比
(照査値=S/R)を求め、安全性の定量化を図った。
この値が小さいほど安全であると見なした。 b.使用限界状態 通常の使用または耐久性に関連する限界状態であり、そ
の代表例には、ひび割れ,変形,変位および振動の使用
限界状態がある。本実施例では、そのうちひび割れの使
用限界状態(ひび割れにより美観を害するか、耐久性ま
たは水密性や気密性を損ねる状態か)に対して安全性の
評価を実施した。
The inspection for safety was carried out for ultimate bending strength and shear strength. In these checks, the ratio of the design section force S calculated by the structural analysis to the design section strength R (check value = S / R) was determined to quantify safety.
Smaller values were considered safer. b. Service Limit State This is a limit state related to normal use or durability, and typical examples include a use limit state of cracking, deformation, displacement and vibration. In the present example, the safety was evaluated for the use limit state of the crack (whether the aesthetic appearance is impaired by the crack, or the durability or the watertightness or the airtightness is impaired).

【0045】安全性に対する照査は、曲げひび割れ幅に
ついて実施した。構造解析により算定した断面力より、
ひび割れ幅wを算定し、それと許容ひび割れ幅waの比
(照査値=w/wa)を求め、この照査値が小さいほど
安全であると見なした。
A check for safety was performed on the width of the bending crack. From the sectional force calculated by structural analysis,
The crack width w was calculated and the ratio of the crack width w to the allowable crack width wa (check value = w / wa) was determined. It was considered that the smaller the check value, the safer.

【0046】また、地震時の検討では、 a.レベル1地震動の検討 レベル1地震動とは、構造物の耐用期間内に数回発生す
る大きさの地震動である。この地震動に対する構造物の
安全性(保有すべき耐震性能)は、地震後にも機能は健
全で、補修をしないで使用可能な状態(耐震性能1)を
満足することである。
In the investigation at the time of the earthquake, a. Examination of Level 1 ground motion Level 1 ground motion is a ground motion that occurs several times within the useful life of the structure. The safety of the structure against the seismic motion (the seismic performance to be kept) is that the function is healthy even after the earthquake, and that the structure can be used without repair (seismic performance 1).

【0047】安全性に対する照査は、鉄筋降伏耐力,せ
ん断耐力について実施した。これらの照査でも、構造解
析により算定した設計断面力Sと設計断面耐力Rの比
(照査値=S/R)を求め、安全性の定量化を図った。 b.レベル2地震の検討 レベル2地震動とは、構造物の耐用期間内に発生する確
率の極めて少ない強い地震動である。この地震動に対す
る構造物の安全性(保有すべき耐震性能)は、地震後に
機能が短時間で回復でき、補強を必要としない状態(耐
震性能2)を満足することである。
The safety was checked for the yield strength and shear strength of the rebar. In these checks, the ratio of the design section force S calculated by the structural analysis to the design section strength R (check value = S / R) was determined to quantify safety. b. Examination of Level 2 earthquakes Level 2 ground motions are strong ground motions that have a very low probability of occurring within the useful life of the structure. The safety of the structure against the seismic motion (seismic performance to be possessed) is that the function can be recovered in a short time after the earthquake, and a condition that does not require reinforcement (seismic performance 2) is satisfied.

【0048】安全性に対する照査は、モードの判定(曲
げ破壊先行の保証),変形性能について実施した。モー
ドの判定は、設計せん断耐力Vydと曲げ耐力に達する
ときのせん断力Vmuとを比較して判定する。
Inspection for safety was carried out with respect to mode judgment (guaranteed prior to bending fracture) and deformation performance. The mode is determined by comparing the designed shear strength Vyd with the shear force Vmu when the bending strength is reached.

【0049】Vmu/Vydが1.0よりも小さい場
合、曲げ破壊モードと判断し、Vmu/Vydが1.0
よりも大きい場合、せん断破壊モードと判断する。曲げ
破壊は、せん断破壊に比べて延性的な挙動を示すため、
構造物の設計では、なるべく曲げ破壊先行型になるよう
にする傾向がある。
If Vmu / Vyd is smaller than 1.0, it is determined that the mode is the bending fracture mode and Vmu / Vyd is 1.0.
If it is larger than this, the mode is determined to be the shear failure mode. Flexural failure is more ductile than shear failure,
In the design of the structure, there is a tendency to be as much as possible to the type of bending failure.

【0050】変形性能照査は、構造解析より算定した断
面力より塑性率μrdを算定し、それと設計靭性率μd
の比(照査値=μrd/μd)を求め、それが小さいほ
ど安全であると見なした。
In the deformation performance check, the plasticity factor μrd is calculated from the sectional force calculated from the structural analysis, and the design toughness factor μd
(Control value = μrd / μd), and the smaller the ratio, the safer the product.

【0051】一方、経済性の適応度の評価では、ボック
スカルバート10の躯体コストを、n個の設計対案ごと
に、鉄筋およびコンクリートの種類によりそれぞれ求め
て行う。
On the other hand, in the evaluation of the adaptability of economy, the frame cost of the box culvert 10 is obtained for each of n design alternatives by the type of the reinforcing steel and concrete.

【0052】このため、まず、サブステップ3eで、鉄
筋量やコンクリート量などの数量計算を行い、続くサブ
ステップ3fで、単価を乗算して、躯体コストの算定を
行う。この場合の、鉄筋およびコンクリートの単価の一
例を以下の表3に示している。
For this reason, first, in sub-step 3e, quantity calculation such as the amount of rebar and concrete is performed, and in the following sub-step 3f, the unit price is multiplied to calculate the frame cost. Table 3 below shows an example of the unit price of the reinforcing bar and the concrete in this case.

【0053】[0053]

【表3】 [Table 3]

【0054】以上のようにして、n個の設計対案に対す
るそれぞれの安全性の適応度評価、ならびに、これらに
対応する経済性の適応度評価が得られると、サブステッ
プ3gで、パレートランキングによる適応度評価が行わ
れる。
As described above, when the evaluation of the fitness of each of the n design alternatives and the evaluation of the fitness of the economy corresponding thereto are obtained, in the sub-step 3g, the adaptation by the Pareto ranking is performed. A degree evaluation is performed.

【0055】このパレートランキングによる適応度評価
は、以上の評価で得られた照査値の経済性と安全性との
バランスを評価するために導入したものであり、パレー
トランキングは、経済性と安全性の2目的空間で、原点
と各解を対角線とする4角形の中に存在する解数でラン
ク付けを行う方法である。
The fitness evaluation based on the Pareto ranking was introduced in order to evaluate the balance between the economic value and the safety of the reference value obtained in the above evaluation. Is a method of ranking by the number of solutions existing in a quadrilateral having the origin and each solution as a diagonal line in the two objective space.

【0056】より具体的に説明すると、サブステップ3
fまでに得られた評価結果を、安全性および経済性をパ
ラメータとして二次元座標上に表示した際に、原点と評
価結果とを対角とする4角形のなかに、他の評価結果が
含まれない解を、最も適応度が高いパレート解とする評
価方法である。
More specifically, sub-step 3
When the evaluation results obtained up to f are displayed on two-dimensional coordinates using safety and economy as parameters, other evaluation results are included in a quadrilateral having the origin and the evaluation results as diagonals. This is an evaluation method in which the solution that is not determined is the Pareto solution with the highest fitness.

【0057】いま例えば、サブステップ3fまでの実行
により得られた評価結果が、図8に示すように、縦軸を
経済性とし横軸に安全性を示した場合の二次元座標に示
されたとすると、同図の0黒丸印の評価結果、すなわ
ち、これらの各解には、4角形内に他の解が含まれてい
ないので、合計3個の解がそれぞれパレート解となる。
For example, as shown in FIG. 8, the evaluation result obtained by the execution up to the sub-step 3f is shown in two-dimensional coordinates where the vertical axis represents economy and the horizontal axis represents safety. Then, the evaluation result of the 0 black circle in the figure, that is, each of these solutions does not include other solutions in the rectangle, so that a total of three solutions are Pareto solutions.

【0058】以上のようにして、パレートランキングに
よる適応度評価が行われると、次に、図1に示したステ
ップ4に移行する。このステップ4では、遺伝的アルゴ
リズムに基づくn個の設計対案の更新(改良解の設定)
が行われる。
After the fitness evaluation based on the Pareto ranking is performed as described above, the process proceeds to step 4 shown in FIG. In this step 4, update of n design alternatives based on the genetic algorithm (setting of an improved solution)
Is performed.

【0059】この更新の詳細手順を図9に示している。
遺伝的アルゴリズムによる更新では、まず、サブステッ
プ4aで、パレート解中の適応度が大きいものを選択し
て、保存すべきエリートを設定し、次のサブステップ4
bでは、選択,淘汰、さらに次のサブステップ4cで
は、交叉,突然変異により新しい設計対案を作成する。
FIG. 9 shows a detailed procedure of this updating.
In the update by the genetic algorithm, first, in sub-step 4a, an elite to be saved is selected by selecting one having a large fitness during Pareto solution, and the next sub-step 4a is set.
In b, selection and selection, and in the next substep 4c, a new design alternative is created by crossover and mutation.

【0060】このような遺伝的アルゴリズムを設計対案
に実行すると、それぞれの改良解が得られる。すなわ
ち、遺伝的アルゴリズムでは、適応度の評価結果に従っ
て、最も適応度の良い設計対案(パレート解)を残し、
これ以外の設計対案に対して、選択,淘汰,交叉,突然
変異の操作を施して改良し、新たな設計対案を作成す
る。
When such a genetic algorithm is applied to a design proposal, respective improved solutions can be obtained. In other words, the genetic algorithm leaves the best-fit design alternative (Pareto solution) according to the fitness evaluation result,
For other design alternatives, operations such as selection, selection, crossover, and mutation are performed to improve and create a new design alternative.

【0061】この場合、最適解が局所解に陥る可能性が
あるため、突然変異により、その可能性を防ぐ。設定し
た突然変異率に従いいくつかの設計対案に対して、例え
ば、ボックスカルバート10の壁厚みや、鉄筋径などを
乱数により強制的に変化させ、次世代の設計対案を作成
する。
In this case, since the optimal solution may fall into a local solution, the possibility is prevented by mutation. For some design alternatives according to the set mutation rate, for example, the wall thickness of the box culvert 10, the diameter of the reinforcing bar, and the like are forcibly changed by random numbers, and a next-generation design alternative is created.

【0062】このような遺伝的アルゴリズムの実行によ
り、設計対案の更新が行われ、さらに良い設計対案を探
索するために、次のステップ5で、ローカルサーチが実
施される。
By executing such a genetic algorithm, the design alternative is updated, and a local search is performed in the next step 5 in order to search for a better design alternative.

【0063】本実施例でローカルサーチを採用した理由
は、近年、電算機の演算能力は、飛躍的に向上している
が、しかし、大解域での探索方法として、比較的効率の
よい最適化手法と考えられている遺伝的アルゴリズムだ
けでは、最適な設計対案の探索に膨大な時間がかかる。
The reason that the local search is employed in the present embodiment is that, in recent years, the computing capability of a computer has been dramatically improved, but as a search method in a large solution area, a relatively efficient optimal method is employed. It takes an enormous amount of time to search for an optimal design alternative using only a genetic algorithm that is considered to be an optimization method.

【0064】そこで、本実施例では、探索をより効率的
に行い演算時間を縮小するために、遺伝的アルゴリズム
による最適な設計対案を探索する過程で、ローカルサー
チを採用した。
Therefore, in the present embodiment, a local search is employed in the process of searching for an optimal design alternative by a genetic algorithm in order to perform a search more efficiently and reduce the operation time.

【0065】図10にこのローカルサーチの実行フロー
の一例を示している。同図に示したローカルサーチフロ
ーでは、適応度が高いと評価された複数の設計対案(パ
レート解)に対して、各設計変数を少しずつ変化させる
操作を行い、安全性が変わらずに経済性がよくなる場合
には、その変化した値を採用し、設計変数を変更後の値
にする。
FIG. 10 shows an example of the execution flow of the local search. In the local search flow shown in the figure, for each of a plurality of design alternatives (Pareto solutions) evaluated as having high fitness, operations are performed to change each design variable little by little, and the economics remain unchanged without changing the security. Is better, the changed value is adopted and the design variable is set to the value after the change.

【0066】図10に示したフローでは、ある設計対案
に対して、部材厚み(WD)、主鉄筋(上筋、VU)、
主鉄筋(下筋、VL)、せん断補強筋(VS)の順番
に、ひとつずつ1ランク下げて、その安全性を照査し、
安全性が変化した場合には、元に戻し、安全性が変化し
ない場合には、さらに1ランク下げて、同様な操作を繰
り返す手順が示されている。
In the flow shown in FIG. 10, a member thickness (WD), a main reinforcing bar (upper bar, VU),
In order of main reinforcement (lower reinforcement, VL) and shear reinforcement (VS), lower by one rank one by one and check the safety,
When the safety changes, the procedure is returned to the original state, and when the security does not change, the procedure is lowered by one rank and the same operation is repeated.

【0067】このような操作を繰り返して得られた結果
を新たな設計対案とすると、安全性を下げることなく、
ランクを下げることにより、より経済性に優れた設計変
数に変更することができるので、最適解を求める探索の
効率化がはかれる。
If the result obtained by repeating such an operation is taken as a new design proposal, without lowering the safety,
By lowering the rank, it is possible to change to a design variable that is more economical, so that the search for the optimal solution is made more efficient.

【0068】そして、以上のローカルサーチの実施が終
了すると、ステップ6で、世代数が設定されたNになっ
たか否かが判断され、世代数がNに到達していなけれ
ば、ステップ3に戻り、上述した手順が順次繰り返され
る。
When the above local search is completed, it is determined in step 6 whether or not the number of generations has reached the set N. If the number of generations has not reached N, the flow returns to step 3. , And the above procedure is sequentially repeated.

【0069】一方、ステップ6で世代数がNに到達した
と判断されると、ステップ7に移行し、最適な設計対案
を選定して、結果の出力が行われて手順が終了する。こ
こで出力される設計対案は、例えば、図11に示すよう
に、このパレート解の中から、経済性を最優先すると
か、あるいは、経済性に関係なく安全性を優先するとい
った最終的に要求される条件に応じて、複数のパレート
解中から最終設計案の選択が可能な形態で行われる。
On the other hand, if it is determined in step 6 that the number of generations has reached N, the flow shifts to step 7 to select an optimal design proposal, output the result, and end the procedure. For example, as shown in FIG. 11, the design proposal output here ultimately requires, from among the Pareto solutions, the highest priority on economy or the priority on safety regardless of economy. Depending on the conditions, a final design plan can be selected from among a plurality of Pareto solutions.

【0070】図12は、本実施例の手順に従ってパレー
ト解を探索した際の結果を示しており、同図(A)が第
1世代で、同図(B)が第7世代で、同図(C)が第1
2世代である。なお、この探索結果は、コンクリートの
圧縮強度を24N/mm2とした場合の例である。
FIG. 12 shows the result of searching for a Pareto solution according to the procedure of this embodiment. FIG. 12A shows the first generation, FIG. 12B shows the seventh generation, and FIG. (C) is the first
Two generations. In addition, this search result is an example in the case where the compressive strength of concrete is set to 24 N / mm 2 .

【0071】この具体例では、.設計条件を図2に示
した内容とし、.設計変数は表1に示した内容とし、
.構造物の設計において考慮すべき限界状態は、表2
に示した条件に設定した。また、.設計対案作成条件
となる遺伝的アルゴリズムのパラメータは、設計対案数
を100とし、世代数12、エリートの保存数10、突
然変異率0.1とした。
In this specific example,. The design conditions are as shown in FIG. The design variables are as shown in Table 1.
. Table 2 shows the limit conditions to be considered in the design of the structure.
The conditions were set as shown in (1). Also,. The parameters of the genetic algorithm which are the conditions for creating the design proposal were set to 100 design proposals, 12 generations, 10 elite conservations, and 0.1 mutation rate.

【0072】以下の表4に、選定された最適な設計対案
のうちより6個の設計対案の断面諸元を示している。
Table 4 below shows the cross-sectional data of six design alternatives among the selected optimal design alternatives.

【0073】[0073]

【表4】 [Table 4]

【0074】図12に示した世代毎のパレート解から判
るように、世代が進むに従って、パレート解の集合の度
合いが改善され、経済性と安全性に関するパレート解が
よくなっている。
As can be seen from the Pareto solution for each generation shown in FIG. 12, as the generation progresses, the degree of the set of Pareto solutions is improved, and the Pareto solution related to economy and security is improved.

【0075】最終的な設計案は、例えば、設計者が照査
値≦1.0を満足し、かつ躯体コストが安い対案を選択
するのであれば、設計対案Eとなる。
The final design plan is, for example, the design plan E if the designer satisfies the check value ≦ 1.0 and selects a plan with a low skeleton cost.

【0076】さて、以上のように構成された地中管路構
造物の設計方法によれば、検討条件に、予め設定する複
数の設計変数を加え、設計変数の組合わせを乱数に基づ
いて行って複数の設計対案を作成し、作成された複数の
設計対案の各安全性および経済性をそれぞれ評価し、得
られた評価結果を、安全性および経済性をパラメータと
して二次元表示した際に、原点と評価結果とを対角とす
る4角形のなかに、他の評価結果が含まれないパレート
解を複数個求め、最終的に要求される条件に応じて、複
数のパレート解中から最終設計案を選択可能にするの
で、選択された最終設計案は、安全性および経済性のバ
ランスが評価されたものとなり、しかも、その評価は、
パレート解として求めたものからの選択なので、客観性
を備え、かつ、定量的なものとなる。
According to the underground pipeline structure designing method configured as described above, a plurality of design variables set in advance are added to the study conditions, and the combination of the design variables is performed based on random numbers. When creating multiple design alternatives, evaluating the safety and economy of each of the created multiple design alternatives, and displaying the obtained evaluation results in two dimensions with the safety and economics as parameters, A plurality of Pareto solutions that do not include other evaluation results are found in a quadrilateral with the origin and the evaluation results as diagonals, and the final design is made from among the multiple Pareto solutions according to the finally required conditions. Since the alternatives are selectable, the final design alternative selected will be a balance between safety and economics, and the evaluation will:
Since it is selected from the ones obtained as Pareto solutions, it is objective and quantitative.

【0077】また、本実施例では、検討条件に遺伝的ア
ルゴリズムのパラメータを加え、複数のパレート解に対
して、エリートパレートの保存,選択,淘汰,交叉,突
然変異を設定し、設定された世代数だけ遺伝的アルゴリ
ズムを繰り返すことにより、パレート解の改良解を求め
るステップを含んでいる。
In this embodiment, the parameters of the genetic algorithm are added to the examination conditions, and the storage, selection, selection, crossover, and mutation of elite pareto are set for a plurality of Pareto solutions. The method includes a step of obtaining an improved Pareto solution by repeating the genetic algorithm by a number.

【0078】従って、遺伝的アルゴリズムを採用するこ
とにより、局所解が複数存在する場合や、離散値をとる
設計変数(地中管路の鉄筋コンクリート躯体の鉄筋径,
部材厚みなど)に効果的に対処することができ、より好
適なパレート解を求めることができる。
Therefore, by adopting the genetic algorithm, when there are a plurality of local solutions, or when design variables taking discrete values (rebar diameter of reinforced concrete frame of underground pipeline,
(E.g., member thickness) can be effectively dealt with, and a more suitable Pareto solution can be obtained.

【0079】なお、上記実施例では、図1に全体フロー
を示したように、パレートランキングに基づく適応度の
評価に引き続いて、遺伝的アルゴリズムによる設計対案
の改良およびローカルサーチを実行する場合を例示した
が、遺伝的アルゴリズムやローカルサーチは、必ずしも
引き続いて実行する必要はない。
In the above-described embodiment, as shown in the overall flow of FIG. 1, a case is shown in which, following evaluation of fitness based on Pareto ranking, improvement of a design proposal by a genetic algorithm and execution of a local search are performed. However, the genetic algorithm and the local search need not be executed successively.

【0080】また、上記実施例で示した設計方法では、
地中管路構造物として正方形断面のボックスカルバート
10を例示したが、本発明の実施は、これに限定される
ことはなく、例えば、シールド工法で構築されるトンネ
ルなどに適用することができるとともに、断面形状も正
方形に限ることはない。
In the design method shown in the above embodiment,
Although the box culvert 10 having a square cross section is exemplified as the underground pipeline structure, the embodiment of the present invention is not limited to this, and can be applied to, for example, a tunnel constructed by a shield method. The cross-sectional shape is not limited to a square.

【0081】[0081]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かかる地中管路構造物の設計方法によれば、安全性と経
済性とのバランスを客観的かつ定量的に評価できる。
As described above, according to the method of designing an underground pipeline structure according to the present invention, the balance between safety and economy can be objectively and quantitatively evaluated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる地中管路構造物の設計方法の一
実施例を示す全体フロー図である。
FIG. 1 is an overall flowchart showing one embodiment of a method of designing an underground pipeline structure according to the present invention.

【図2】図1の方法で設計対象とする地中管路構造物
(ボックスカルバート)の設置地層などの説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an installation stratum of an underground pipeline structure (box culvert) to be designed by the method of FIG. 1;

【図3】図2に示した地中管路構造物(ボックスカルバ
ート)の断面詳細図である。
FIG. 3 is a detailed sectional view of the underground pipeline structure (box culvert) shown in FIG. 2;

【図4】図1のステップ3の詳細フロー図である。FIG. 4 is a detailed flowchart of step 3 in FIG. 1;

【図5】図2に示した地中管路構造物(ボックスカルバ
ート)の解析モデルの説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an analysis model of the underground pipeline structure (box culvert) shown in FIG. 2;

【図6】図5に示した解析モデルの作用荷重図である。6 is an action load diagram of the analysis model shown in FIG.

【図7】図5に示した応答変位法による設計断面力を示
す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view showing a design sectional force by the response displacement method shown in FIG. 5;

【図8】図4に示したパレートランキングの説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram of the Pareto ranking shown in FIG. 4;

【図9】図1のステップ4の詳細フロー図である。FIG. 9 is a detailed flowchart of step 4 in FIG. 1;

【図10】図1のステップ5の詳細フロー図である。FIG. 10 is a detailed flowchart of step 5 in FIG. 1;

【図11】図1に示した手順で出力される図の説明図で
ある。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a diagram output by the procedure shown in FIG. 1;

【図12】図1に示した手順を具体的に実行した際に得
られるパレート探索結果の世代毎の説明図である。
12 is an explanatory diagram for each generation of a Pareto search result obtained when the procedure shown in FIG. 1 is specifically executed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ボックスカルバート 12 底版 14 側壁 16 頂版 10 Box culvert 12 Bottom plate 14 Side wall 16 Top plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 光男 東京都千代田区内幸町1丁目1番3号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 吉田 郁政 東京都台東区東上野3丁目3番3号 東電 設計株式会社内 (72)発明者 鈴木 修一 東京都台東区東上野3丁目3番3号 東電 設計株式会社内 (72)発明者 高橋 淳夫 東京都台東区東上野3丁目3番3号 東電 設計株式会社内 Fターム(参考) 2D063 BA00 5B046 AA03 DA01 JA08  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Mitsuo Harada, 1-3-1, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Tokyo Electric Power Company (72) Ikumasa Yoshida 3-3-1, Higashi-Ueno, Taito-ku, Tokyo Inside TEPCO Design Co., Ltd. (72) Shuichi Suzuki 3-3-3 Higashi Ueno, Taito-ku, Tokyo Tokyo Inside (72) Inventor Atsuo Takahashi 3-3-1 Higashi Ueno, Taito-ku, Tokyo TEPCO Design F term in reference (reference) 2D063 BA00 5B046 AA03 DA01 JA08

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 管路設置レベル,管路の材料特性,管路
設置個所の地層構成およびその物性値,地下水位,構造
物の設計において考慮すべき限界状態などの設計条件を
含む検討条件に基づいて地中管路構造物の設計を行う方
法において、 前記検討条件に、予め設定する複数の設計変数を加え、 前記設計変数の組合わせを乱数に基づいて行って複数の
設計対案を作成し、 作成された複数の前記設計対案の各安全性および経済性
をそれぞれ評価し、 得られた評価結果を、前記安全性および経済性をパラメ
ータとして二次元座標上に表示した際に、原点と評価結
果とを対角とする4角形のなかに、他の評価結果が含ま
れない解を適応度の高いパレート解として、これを複数
個求め、 最終的に要求される条件に応じて、複数の前記パレート
解中から最終設計案を選択可能にするステップを含むこ
とを特徴とする地中管路構造物の設計方法。
1. Consideration conditions including design conditions such as pipeline installation level, pipeline material characteristics, geological composition of the pipeline installation location and its physical properties, groundwater level, and critical conditions to be considered in structural design. In the method of designing an underground pipeline structure based on the above, a plurality of design variables set in advance are added to the study conditions, and a plurality of design alternatives are created by performing a combination of the design variables based on random numbers. The safety and economics of each of the plurality of design proposals created are evaluated, and the obtained evaluation result is displayed on the two-dimensional coordinates using the safety and economics as parameters. A solution that does not include other evaluation results in a quadrilateral with the result as a diagonal is determined as a Pareto solution with high fitness, and a plurality of solutions are obtained. From the Pareto solution Design method of underground pipeline structure, characterized in that it comprises a step of enabling selected a final design plan.
【請求項2】 前記検討条件に遺伝的アルゴリズムのパ
ラメータと世代数とを加え、 複数の前記パレート解に対して、エリートパレートの保
存,選択,淘汰,交叉,突然変異を設定し、設定された
前記世代数だけ遺伝的アルゴリズムを繰り返す度に、前
記パレート解の改良解を求めるステップを含むことを特
徴とする請求項1記載の地中管路構造物の設計方法。
2. A method in which a parameter of a genetic algorithm and the number of generations are added to the examination conditions, and elite pareto storage, selection, selection, crossover, and mutation are set for a plurality of the Pareto solutions. 2. The underground pipeline structure design method according to claim 1, further comprising a step of obtaining an improved solution of the Pareto solution every time the genetic algorithm is repeated for the number of generations.
【請求項3】 前記改良解に対して、前記設計変数を微
小変化させた際の安全性を求め、この安全性が変化前よ
りも変わらない場合には、前記設計変数を変化後の値に
順次変更するステップを含むことを特徴とする請求項2
記載の地中管路構造物の設計方法。
3. With respect to the improved solution, a security when the design variable is slightly changed is obtained. If the safety is not changed from before the change, the design variable is changed to a value after the change. 3. The method according to claim 2, further comprising the step of sequentially changing.
The design method of the underground pipeline structure described in the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006035068A (en) * 2004-07-26 2006-02-09 Kajima Corp Arrangement method for waste ground layer disposal field
JP2009288938A (en) * 2008-05-28 2009-12-10 National Maritime Research Institute Harmonic design system, harmonic design method and harmonically designing conversion system for structure, and program
JP2014214420A (en) * 2013-04-22 2014-11-17 清水建設株式会社 Method for designing base isolation wall
JP2016145624A (en) * 2015-02-09 2016-08-12 千代田化工建設株式会社 Piping attachment structure

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006035068A (en) * 2004-07-26 2006-02-09 Kajima Corp Arrangement method for waste ground layer disposal field
JP2009288938A (en) * 2008-05-28 2009-12-10 National Maritime Research Institute Harmonic design system, harmonic design method and harmonically designing conversion system for structure, and program
JP2014214420A (en) * 2013-04-22 2014-11-17 清水建設株式会社 Method for designing base isolation wall
JP2016145624A (en) * 2015-02-09 2016-08-12 千代田化工建設株式会社 Piping attachment structure

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