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膜構造物の張力簡易測定装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 13555156
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 建築構造・材料
研究機関名古屋大学

研究代表者

大森 博司  名古屋大学, 環境学研究科, 助教授 (90092387)

研究分担者 小田 憲史  株式会社太陽工業空間技術研究所, 所長・研究員
南 宏和  株式会社太陽工業空間技術研究所, 研究員
呉 明児  名古屋大学, 環境学研究科, 助手 (90314046)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
13,800千円 (直接経費: 13,800千円)
2002年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2001年度: 11,900千円 (直接経費: 11,900千円)
キーワード膜構造 / 膜張力 / 音源 / 固有振動数 / 共振現象 / 共振モード / 非接触変位計 / 二軸引張試験器 / 共振現像 / 張力 / 張力測定装置 / 非接触測定 / 維持管理 / レーザー変位形 / 音波加振 / 二軸引張装置
研究概要

ここで新たに提案する膜張力測定の原理は、膜面を可聴域の振動数を持つ音波で加振し、膜面の持つ固有振動数近傍で起こる共振現象の振動数と波長を測定することで、間接的に膜内に作用している二軸方向の張力を同時に測定するものである。理論的検討によれば、膜面に生じる直交二方向の張力をそれぞれ別々に特定できる可能性は非常に大きく、これが実現できれば世界で初めてのものとなる。この考え方による測定の結果と理論的予測が一致するのか否か、どのような条件の時に一致するのかなどが確認できれば、実用的な精度で膜張力を測定する手法の新たな開発への基礎となり、これに基づいた測定装置が実現すれば、膜構造物の設計施工の技術分野に対する貢献は非常に大きい。
本研究は平成12年度科学研究助成(萌芽的研究)の助成を受けて行われた予備的検討によって得られた成果を受けて、膜張力の簡易測定装置開発の実用化に向けての検討事項を逐一明らかにし、実際に試作器を製作してその性能の検討を行うことを目的として行った。
まず、第一年目にA種膜材が可聴領域の音波により測定可能な大きさの共振現象を起こすことを確認し、試作器の製作を2回行った。第一世代の試作器として、アクリル製の箱に音源と非接触変位計測装置を組み込んだ試作装置を製作し、膜張力の計測実験を行った。その結果、張力レベルの低い部分での精度が非常に悪く、その原因が箱内の空気の振動であると考えられたため、第一世代の改良機として、箱上部の蓋を取った試作器を製作し、これによる実験を行った。その結果実際の膜構造で用いられる張力の範囲(1kgf/cm〜10kgf/cm)で精度の大幅な向上が見られた。
引き続き第二年目には、アクリル製の箱内部の空気の影響を完全に除去するため、フレームで構成された第二世代の試作器を製作し、(株)太陽工業空間構造研究所の二軸引張装置を借用して計測実験を行った。その結果、側面は音源エネルギーを膜面に集中させる効果があることが判明した。以上の結果から、張力測定装置の効果的な形式がほぼ解明されたので、今後は実用化に向けた研究を目指す予定である。

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] 加藤寛規, 大森博司, 呉明児: "膜張力の非接触測定法の開発に関する実験的研究"東海支部研究報告集. 第40号. 317-320 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石井一夫, 加藤史郎, 大森博司ほか: "骨組膜構造物の耐震性能評価のための地震応答解析"膜構造研究論文集. 第15巻. 1-12 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 呉明児, 大森博司, 佐々木睦朗: "テンション材により補剛されたシステムの構造挙動(その1)補剛された柱の解析"日本建築学会大会学術講演梗概集. B-1分冊. 849-850 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 長田宗平, 喬鋒, 廣澤秀友, 大森博司, 松井徹哉: "サスペンション膜構造の自由に関する研究"日本建築学会大会学術講演梗概集. B-1分冊. 837-838 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大森博司, 呉明児: "膜張力の非接触測定法の開発に関する実験的研究"日本建築学会大会学術講演梗概集. B-1分冊. 847-848 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 呉明児, 佐々木睦朗, 大森博司: "テンション材により補剛された圧縮材の座屈性状に関する研究-幾何学的非線形解析及び座屈実験-"日本建築学会構造系論文集. 第566号. 93-99 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大森博司(分担執筆): "空間構造の形態創成-理論的デザインへの挑戦-"建築画報出版社. 145 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hironori Kato, Hiroshi Ohmori, Minger Wu: "Experimental Study on Development of Non-Contact Tension Stress Measurement for Structural Membranes"Proceedings of Tokai-Branch Research Meeting. Vol.40. 317-320 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuo Ishii, Shiro Kato, Hiroshi Ohmori et al.: "Earthquake Response Analysis for Estimation of Earthquake Resistance Capability of Frame-Membrane Structures"Journal of Membrane Structures. Vol.15. 1-12 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Minger Wu, Hiroshi Ohmori, Mutsurou Sasaki: "Behavior of the Structural System stiffened by Tension Member (No.1 : Analysis of Stiffened Collumn)"Proceedings of Annual Meeting of AU. Vol.B-1. 849-850 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sohei Osada, Hou Kyo, Hideomo Hirosawa, Hiroshi Ohmori, Tetsuya Matsui: "Vibrational Characteristics of Suspension-Membrane Structures"Proceedings of Annual Meeting of AU. Vol.B-1. 837-838 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi Ohmori, Minger Wu: "Experimental Study for Development of Non-Contact measurement Device for Membrane Structures"Proceedings of Annual Meeting of AU. Vol.B-1. 847-848 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Minger Wu, Mutsurou Sasaki, Hiroshi Ohmori: "Buckling Behavior of Compression Members Stiffened by Tension Members"Journal of AU. No.556. 93-99 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi Ohmori: "Computational Morphogenesis-Challenge for Theoretical Design-"Kenchiku-Gahou Publishing. (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 加藤寛規, 大森博司, 呉明児: "膜張力の非接触測定法の開発に関する実験的研究"東海支部研究報告書. 第40号. 317-320 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 石井一夫, 加藤史郎, 大森博司 ほか: "骨組膜構造物の耐震性能評価のための地震応答解析"膜構造研究論文集. 第15巻. 1-12 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 呉明児, 大森博司, 佐々木睦朗: "テンション材により補剛されたシステムの構造挙動(その1)補剛された柱の解析"日本建築学会大会学術講演梗概集. B-1分冊. 849-850 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 長田宗平, 喬鋒, 廣澤秀友, 大森博司, 松井徹哉: "サスペンション膜構造の自由振動特性に関する研究"日本建築学会大会学術講演梗概集. B-1分冊. 837-838 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 大森博司, 呉明児: "膜張力の非接触測定法の開発に関する実験的研究"日本建築学会大会学術講演梗概集. B-1分冊. 847-848 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 呉明児, 佐々木睦朗, 大森博司: "テンション材により補剛された圧縮材の座屈性状に関する研究-幾何学的非線形解析及び座屈実験-"日本建築学会構造系論文集. 第556号. 93-99 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 大森博司(分担執筆): "空間構造の形態創生-理論的デザインへの挑戦-"建築画報出版社. 145 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 大森博司: "膜張力の非接触測定法の開発に関する実験的研究"日本建築学会東海支部研究報告集. 40. 317-320 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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