自然地形の形成理論に基づく空間構造形態の創生

• 研究課題/領域番号: 24656328
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 建築構造・材料
• 研究機関: 東京電機大学
• 研究代表者: 朝山 秀一 東京電機大学, 未来科学部, 教授 (50120100)
• 研究分担者: 前 稔文 大分工業高等専門学校, 都市・環境工学科, 准教授 (90318171)
• 研究協力者: 村山 実 有限会社ミノル設計
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 構造形態創成 / 空間構造 / 風紋 / 砂丘 / 河床変動理論 / 構造デザイン / アルゴリズミック・デザイン / 構造形態創生 / 地形 / ラチスシェル / ランダムフラクタル / 河床

研究成果の概要

風紋と砂丘の形成理論および河床変動理論を用いて、凹凸のある曲面構造をラチスシェルの形式で生成して、形態の変化に対し、自動的に変形と応力を求めるシステムを作成した。風紋と砂丘の形成理論を用いた空間構造では、概ね上に凸な半周期分の正弦波に風紋の凹凸を加えた形態が構造的に優れており、それぞれの形状を正弦波に置換した規則的モデルを作成し、重力(自重と積載荷重2kN/㎡)に対する変形と応力の特性を比較した結果、後者の方が、応力度比で30%程度性能が良いことが明らかになった。
河床変動理論に基づく屋根構造の場合、形状の変化の大きいモデルほど最大曲げモーメントと変形が小さく、構造的に有利であることが分かった。

研究成果

• [国際共同研究] トリノ工科大学(イタリア)
• [国際共同研究] Sharjah 大学(アラブ首長国連邦)
• [雑誌論文] Computational Design of a nature-inspired architectural structure using (2016)
  • 著者名/発表者名: Iasef Md Rian Shuichi Asayama
  • 雑誌名: Automation in Construction, ELSEVIER 巻: 66 ページ: 43-58
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Fractal Structures based on the Geometry of Nature (2015)
  • 著者名/発表者名: Shuichi ASAYAMA Toshifumi Mae
  • 雑誌名: Proceedings of the IASS WORKING GROUPS 12 + 18 International Colloquium 2015 巻: pap_15T-19
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of Wind Ripple Form to Lattice Spatial Structure with Geometry from Sand Dune (2014)
  • 著者名/発表者名: Shuichi ASAYAMA, Toshifumi MAE and Kiyonori TAKAHASHI
  • 雑誌名: Proceedings of the IASS-SLTE 2014 Symposium, "Shells, Membranes and Spatial Structures: Footprints" 巻: Paper No. 168 ページ: 1-6
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fractal Shell design using Iterated Function System (2014)
  • 著者名/発表者名: Iasef Md RIAN, Mario SASSONE and Shuichi ASAYAMA
  • 雑誌名: Proceedings of the IASS-SLTE 2014 Symposium, "Shells, Membranes and Spatial Structures: Footprints" 巻: Paper No. 218 ページ: 1-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] 風紋と砂丘に基づく曲面をもつブレース付き空間構造について 風紋の形成システムに基づく空間構造の力学特性(その６) (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水 秀太郎，朝山秀一
  • 雑誌名: 2014年度大会（近畿）学術講演梗概集 巻: 情報システム技術 ページ: 5-6
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] さざ波の形状がブレースを持つ空間構造の力学的性質に及ぼす影響 海洋波の生成アルゴリズムに基づく構造形態の創生(その6) (2014)
  • 著者名/発表者名: 金井龍一，朝山秀一
  • 雑誌名: 2014年度大会（近畿）学術講演梗概集 巻: 情報システム技術 ページ: 7-8
• [雑誌論文] 河床変動理論に基づく屋根形状の基礎的力学特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 前 稔文，朝山 秀一
  • 雑誌名: 第37回情報システム利用技術シンポジウム論文集 巻: 1/1 ページ: 239-242
  • NAID: 200000451512
  • 謝辞記載あり
• [学会発表] さざ波の形状を曲面上にもつブレース付き空間構造の力学的性質 (2015)
  • 著者名/発表者名: 朝山秀一 金井龍一
  • 学会等名: コロキウム構造形態の解析と創生2015
  • 発表場所: 日本建築学会
  • 年月日: 2015-10-29
• [学会発表] 風紋と砂丘に基づく曲面をもつブレース付き空間構造について 風紋の生成システムに基づく空間構造の力学的性質(その6) (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水秀太郎，朝山秀一
  • 学会等名: 日本建築学会大会大会学術講演梗概集
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県）
• [学会発表] さざ波の形状がブレースを持つ空間構造の力学的性質に及ぼす影響 海洋波の生成アルゴリズムに基づく構造形態の創生(その6) (2014)
  • 著者名/発表者名: 朝山秀一，金井龍一
  • 学会等名: 日本建築学会大会大会学術講演梗概集
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県）
• [学会発表] ブレースを持つ波形の空間構造の力学的性質 (2013)
  • 著者名/発表者名: 朝山秀一，金井龍一
  • 学会等名: コロキウム構造形態の解析と創生2013
  • 発表場所: 日本建築学会（東京都）
• [学会発表] 一方向風で形成される風紋に基づく構面内にブレースを持つ構造体のモデル化と力学的性質 風紋の形成システムに基づく空間構造の力学特性(その4) (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋清紀，朝山秀一
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演梗概集
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 二方向風で形成される風紋に基づく構面内にブレースを持つ構造体の力学的性質 風紋の形成システムに基づく空間構造の力学特性(その5) (2013)
  • 著者名/発表者名: 綾部将平，朝山秀一
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演梗概集
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 安定した風紋の形態に基づく構造形態の創生 － 一方向風に基づく場合 － (2012)
  • 著者名/発表者名: 朝山秀一，高橋清紀
  • 学会等名: コロキウム構造形態の解析と創生2012 日本建築学会
  • 発表場所: 奈良女子大学