不安定構造理論と形状決定問題への応用

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62460164
• Research Institution: INSTITUTE OF INDUSTRIAL SCIENCE
• Principal Investigator: 半谷 裕彦 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (90013193)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田波 徹行 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (80163608)
• Keywords: 不安定構造 / 形状決定 / 空気膜構造 / ケーブル構造 / 一般逆行列 / 剛体変位 / リンク運動 / 安定問題

Research Abstract

近年、大スパン構造物として、膜構造やケーブル構造、機構を形成するトラス等が多用される様になってきた。これらの構造は、自重が軽く、施工が容易である等の利点をもつ反面、大変位問題、初期応力導入問題、形状決定問題等、不安定構造特有の諸問題を生じている。本研究は「不安定構造理論」を基礎として、3次元不安定構造物の形状決定法を開発する。同時に、モデルによる実験を行ない、開発した解折法の有効性と適用範囲を調査する。以上の研究目的に対し、本年度は下記の項目について研究を行なった。
1.開発プログラムの適用 前年度に開発した不安定構造の安定化移行過程を追跡するための解折用プログラムを、実際の大規模空気膜構造のデータを用いたインフレーション解折に適用し、その有効性を検討した。
2.2次元リンクモデルの実験 解折理論の妥当性、および実現像を観察する目的から、2次元リンクモデルを比較的粘性の大きな液体であるグリセリン中で落下させる実験を行なった。この観察では、解析と実験の結果はほぼ一致していることが分かった。
3.x-y-z測定法の確認 3次元的な不安定リンクモデルの安定化移行過程を測定するため、前年度試作したx-y-z測定システムにより、単層スペースフレーム、及び3次元リンクモデルの形状測定を行い、実測値と比較した。この結果、試作した測定システムにより、大変位を生ずる不安定構造物の安定化移行過程を充分な精度で測定できることが判明した。
4.不安定アーチの試作 構築構造物としての不安定構造物は、一般に張力構造として知られているが、圧縮力を主に伝える特殊な例として、不安定アーチがある。不安定構造物に関する理解を深めるため、不安定アーチの試作、組立、観察を行なった。

Research Products

• [Publications] 半谷裕彦: Proceedings of the International Colloguium on Space Structures for Sports Buildings(Science Press). 104-111 (1987)
• [Publications] 川口健一: 日本建築学会大会学術講演梗概集. 1201-1202 (1987)
• [Publications] 半谷裕彦: 形の科学会第10回シンポジウム予稿集. 12-13 (1987)
• [Publications] 半谷裕彦: 日本建築学会構造系論文報告集. 381. 56-60 (1987)
• [Publications] 半谷裕彦: Proceedings of International Symposium on Domes from Antiquity to the Present. 471-478 (1988)
• [Publications] 半谷裕彦: 生産研究. 40-6. 28-31 (1988)