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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

研究課題

研究課題/領域番号 18K13865
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分23010:建築構造および材料関連
研究機関名古屋市立大学 (2019-2020)
京都大学 (2018)

研究代表者

木村 俊明  名古屋市立大学, 大学院芸術工学研究科, 講師 (60816057)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワードシェル構造 / 施工計画 / 形状最適化 / 組合せ最適化 / 構造設計 / 自由曲面シェル構造 / 構造最適化 / 形状決定支援ツール
研究成果の概要

実際の施工過程での構造材料の物性と施工可能な曲面形状との関係を明らかにした上で,これまでに研究代表者が提案してきた構造最適化手法を用いたシェル構造物の形状決定手法を拡張した。材料特性と形状特性の間で連成を図った形状最適化手法を提案した。また,型枠システムの基本構成に必要な要素を明らかにし,支保工設置順序と曲面形状を設計変数とした同時最適化手法を提案した。これらにより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の基礎を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

曲線状に構成される主筋の曲率を抑え,配筋施工が容易となるアーチの形状が得られることを確認した。また曲率の値の分散を最適化し,形状を構成するパターンを制御した。さらに,支保工の仮設計画に注目し,形状最適化のみならず,最適な支保工撤去順序を求める手法を提案した。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] NURBS曲面モデルを用いた鉄筋コンクリート造の自由曲面屋根の施工プロセスと合理化2019

    • 著者名/発表者名
      林 盛,山崎康造,木村俊明,権藤智之
    • 雑誌名

      日本建築学会技術報告集

      巻: 25 号: 60 ページ: 935-940

    • DOI

      10.3130/aijt.25.935

    • NAID

      130007665447

    • ISSN
      1341-9463, 1881-8188
    • 年月日
      2019-06-20
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 接合部の種類を制御した自由曲面鉄骨ラチスシェル構造の形状最適化2021

    • 著者名/発表者名
      竹内大貴,木村俊明
    • 学会等名
      東海支部研究集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 接合部剛性を変数とするCLT円筒シェルのひずみエネルギー最小化2021

    • 著者名/発表者名
      野田賢,木村俊明
    • 学会等名
      東海支部研究集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 接合部の種類を制御した自由曲面ラチスシェルの形状最適化2021

    • 著者名/発表者名
      竹内大貴,木村俊明
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Rolled-up paper spatial structure2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki KIMURA, Yosuke KOMIYAMA, Hiroshi Takeyama, Hiroki Takeuchi, Yuto Isomura
    • 学会等名
      IASS Annual Symposium and Spatial Structures Conference 2020/21
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Topology Optimization of Multidirectional Link Elements for CLT Shells2021

    • 著者名/発表者名
      Ken NODA, Toshiaki KIMURA
    • 学会等名
      IASS Annual Symposium and Spatial Structures Conference 2020/21
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 引きボルト式モーメント抵抗接合部を持つ木質骨組の最適設計2021

    • 著者名/発表者名
      磯村優斗,木村俊明
    • 学会等名
      東海支部研究集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 配筋施工性を考慮したRC空間構造物の形状最適化2019

    • 著者名/発表者名
      木村俊明
    • 学会等名
      情報シンポ2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 施工段階の制約を考慮したRCアーチの構造最適化2019

    • 著者名/発表者名
      澄川有矢,木村俊明,大崎純
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(北陸)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] Recent Advances in Analysis, Design and Construction of Shell & Spatial Structures in the Asia-Pacific Region2019

    • 著者名/発表者名
      Kok Keong Choong, Mustafasanie M. Yussof, Jat Yuen Richard Liew
    • 総ページ数
      162
    • 出版者
      CRC Press
    • ISBN
      9780367248550
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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