2018 Fiscal Year Annual Research Report
植物との力学的アナロジーに学ぶ巨大建築構造システム設計
| Project Area | Elucidation of the strategies of mechanical optimization in plants toward the establishment of the bases for sustainable structure system |
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| Project/Area Number |
18H05486
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
川口 健一 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (40234041)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中楚 洋介 東京大学, 生産技術研究所, 特任講師 (70756361)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | 建築構造 / 細胞 / biomimetics / tensegrity / 重力屈性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、従来のスマート構造のような短時間の外乱(地震等)に対する損傷制御ではなく、より長い時間軸の外乱(重力等)に対する応答制御の原理を植物の力学的応答の研究者との分野を超えた交流、連携により調査し、重力屈性や自己修復、成長とい
った生体としての植物的戦略の知見を建築構造に活用することを目指す。長時間で継続的な外乱により発生する劣化損傷等の有効な予防低減法を調査し、従来の目視や各種デバイスによるモニタリングだけではない、建築構造物の維持保全方法可能性探索を行うことを目的とする。特に２つのアプローチ（１）スケールを超えて成り立つ原理の抽出と建築構造システムへの応用、および（２）構造デザインへの新たな植物モジュールの応用、を柱として研究を推進する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
根系の分岐や屈性の形成原理の建築基礎構造への応用（項目1）■藤原、澤と共同し、既に知られている根系の分岐と栄養屈性（水分）の形成原理の情報交換を行う。同時に適切な植物種を選定し栽培を開始する（成長の速い草本類とする。栽培実験は藤原、澤にて行う）。根系形成原理を数値解析（応力密度法）へ導入して、建築基礎構造の数値解析を開始する。■成長した実際の根茎根系数体に対し、引き抜き力（可能であれば支持力も）を計測する。同時に栽培した根系サンプルを澤、大谷(順)および総括班SSSCのX線CTスキャンで測定準備を行う。この形状と数値解析による形状双方を3Dプリンタで軟性樹脂材料によって再現し（出力は外注）、地中へ埋め戻して実際の根系と支持力及びおよび引き抜き力の比較を行っていくための準備を行う（申請者の研究所の設備で治具作成、載荷実験を行う）。■これらの結果の考察より、既往の建築基礎構造に対する根系基礎構造
モデルの評価を行う準備を行う
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| Strategy for Future Research Activity |
自己補強及びおよび成長する生体構造の知見と建築構造システムへの応用（項目2）
■桧垣、細川との共同研究から表皮組織の細胞壁湾曲構造形成の原理を抽出し、建築構造の仕口、継手の形成法へ応用した簡易モデルを作成し力学的な特性を調査する。■出村、杉山と巻き込みによる生体植物と鉄骨のハイブリッド化のための植樹を開始する。
根茎根系の形成原理の情報交換及びおよび樹種の決定、栽培開始（藤原、澤と協働）。湾曲の知見交流開始。巻き込み現象利用の樹種の決定、栽培開始。
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