| 研究課題/領域番号 |
19K23547
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0304:建築学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
張 天昊 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (90845728)
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| 研究期間 (年度) |
2019-08-30 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 折り紙 / 展開構造 / 可動構造 / 空間構造 / 不安定構造 / 構造デザイン / 畳み込み / 建築構造 / 立体建築 / 収納効率 / 一般逆行列 / 剛体運動 / 建築構造・材料 / 開閉式 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
折り紙の展開と畳み込みの仕組みは、建築構造の経済的、かつ合理的な施工、解体などへの応用が期待されている。足場を使わずに迅速に展開できる空間を設計するには、重力を考慮した運動解析が必要となる。これを実現するために、本研究では、折り紙構造の畳み込み運動過程を、迅速かつ精確に追跡できる解析計算手法の確立を目的とする。本研究の成果を基に、建築分野において、折り紙の仕組みによる可動構造物の活用をめざす。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、節点座標を未知数とした手法に基づき、折り紙構造の畳み込み運動過程を迅速かつ精確に追跡できる数値計算手法の確立を目的とする。時間のかかる一般逆行列の直接解法を回避し、近似解法を用いて構造物の運動過程の数値計算手法を導いた。同じ問題を違う数学の視点からアプローチすることで、効率の高い新たな解析手法を生み出した。さらに、提案した計算手法を折り紙構造の畳み込み計算に応用し、重力を節点力として直接導入できる畳み込み解析方法を構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
今まで、折り紙の研究はあったが、建築の応用には至っていない。本研究は効率の高い新たな計算手法を生み出すことで、重力環境下で厚みを考慮した折り紙の運動挙動を把握することができた。本研究により、疎行列による折り紙構造の畳み込み解析が可能になり、重力を考慮した多自由度な不安定構造物の運動経路の解明へ発展させることができた。得られた新手法は、新たな構造形式や新規の施工工法につながる展望がある。
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