粒子群最適化を用いた鉄筋コンクリートカンティレバー土留め壁の最適化

要旨 構造物の設計は設計者の経験に依存しており、一般的に設計者は試行錯誤を繰り返し、所定の限界状態を満たす設計に至ります。これは特に鉄筋コンクリート構造物に当てはまり、構造の構成がまず決定された後に補強要件が決まるため、高コストが生じます。土留め壁は多くの変数を含むため、最適化が進んでいません。しかし、土留め壁は丘陵地帯の高速道路コストの20-30％を占めるため、その最適化はプロジェクトの経済性にとって重要です。粒子群最適化（PSO）は、目的関数が線形または微分可能である必要がなく、したがって土留め壁の最適化に理想的に適しています。本研究では、カンティレバーRC土留め壁の最適化ツールとしてPSOを使用します。目的関数はコスト関数とペナルティ項の2つの部分で構成されています。PSOを実装するためのプログラムとGUIが開発されました。土留め壁の高さに応じて、コストの削減は8％から17％まで達成され、一方、重量の最適化は9％から34％まで変動しました。