2018 Fiscal Year Research-status Report
自由曲面シェル構造の形状決定支援ツールの開発とその応用
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18K13865
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
木村 俊明 京都大学, 工学研究科, 助教 (60816057)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | シェル構造 / 施工計画 / 形状最適化 / 組合せ最適化 / 構造設計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の計算機の進歩に伴って出現した大空間建築の1つである自由曲面シェル構造物を対象として，実際の施工過程における構造材料の物性と施工可能な曲面形状を明らかにし，これまで提案してきたシェル構造の最適化手法を拡張した新たな形状決定手法を開発する。また，これを基として，設計者が建築デザイン，構造設計および施工計画まで考慮して曲面形状を決定できる設計支援システムを構築し，施工困難とされる変断面自由曲面シェル構造や繊維補強コンクリートシェル構造等の新しいシェル構造への適用が可能なシステムへの拡張を試みる。H30年度の実績を以下に示す。
・既存する鉄筋コンクリートシェル構造の実施設計例の型枠工法を調査し，型枠システムの基本構成と設計者が施工計画で考慮すべき要素を整理した。
・型枠仮設材を支持する支保工の撤去順序を設計変数とし，仮設段階の構造体の応答または支保工反力を目的関数とする組合せ最適化問題を定式化し，動的計画法を用いて解を求める手法を提案した。また，完成後形状を対象とした従来の形状最適化と組み合わせた同時最適化手法を提案した。研究成果は2019年日本建築学会大会で発表する予定である。
・形状設計支援システムの土台部分を3D-CAD(Rhinoceros)を用いて実装した。建築デザインと構造設計に利用可能なレベルまで整理した。いくつかの例題を通して構造設計の観点で実務的なレベルの有効性を確認した。今後，施工計画に対応できるシステムに拡張し，一般設計技術者にも利用できるように改良を行う。
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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
おおむね研究計画通りに進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
・施工中の構造材料の挙動を考慮したシェル形状決定手法を開発する。既存手法と組み合わせた最適化法を構築する。
・設計支援ツールを更新し，施工計画の検討ができるシステムを組み込む。
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| Causes of Carryover |
購入を予定していたPCを他の経費で購入できたため。
次年度はシステム開発に必要なソフトウェア等に使用を計画している。
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Research Products
(1 results)
