Preliminary research on deployable concrete formwork using principle of origami

利用折纸原理可展开混凝土模板的初步研究

• 批准号: 20J14102
• 负责人: 高橋 祐貴
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J14102/
• 关键词: 折紙構造; 薄鋼板; 剛性; エネルギー吸収; 制振

前年度から引き続き、鋼板のように折り目もパネルと連続な材料である場合についても研究を広げ、本来柔らかい機構である折紙構造の外力に抵抗するための剛性と地震の振動を抑えるためのエネルギー吸収能力を向上させて住宅用の制振ダンパーに適用する検討を引き続き行った。全体の折り目が連動して変形する折り目を持つ折紙機構のなかで、機構の端部に一部の折り目の変形を拘束する境界条件を与えることで、折り目に囲まれたパネル部分に一般の折紙構造では生じないねじり変形が生じることを確認した。このねじり変形を考慮できる有限要素法による数値解析結果と新たに行ったねじり変形を考慮しない折り目の回転量を用いる回転角モデルの比較により、パネル部分のねじり変形が制振機構に求められる剛性及びエネルギー吸収性能の向上に寄与していることを明らかにした。さらに折り目のみに変形が集中せずに折紙構造全体が変形するため、地震の繰り返しの外力によって複数回の変形を受けてもエネルギー吸収量が低下しづらい折り目の与え方があることを数値計算上で確認した。今後は加工による折り目部分の大塑性化や欠損といった損傷を実験により定量的に評価し数値計算モデルに組みこむことが制振機構の開発に必要だと考えられる。一方で前年度提案した折紙の折り目に関する幾何学的な条件から一部外れた折り目を設けることでパネル部分の変形を促し剛性を高める試みは十分な検討が済んでおらず、今後の更なる検討課題として挙げられる。

In the past year, steel plates have been used for research and development, and natural flexible structures have been used for resistance to external forces. The rigidity and vibration suppression of steel plates have been used for vibration suppression. The whole structure is connected to each other, and the end of the structure is bound to the shape of the structure. The finite element method is used to calculate the stiffness and absorption performance of the vibration damping mechanism. In addition, the structure of the whole structure is concentrated, and the external force of the earthquake is reflected in the shape of the complex loop. The absorption amount of the complex loop is low. In the future, the large plasticity of the bending part, the lack of damage, the quantitative evaluation, the calculation of the numerical value, the formation of the vibration damping mechanism, and the development of the vibration damping mechanism will be examined. The first year's proposal is related to geometry, and the second year's proposal is related to geometry.

项目成果

DEVELOPMENT OF HYSTERESIS DAMPER FOR WOODEN HOUSES INSPIRED BY ORIGAMIC THREE-DIMENSIONAL RESISTANCE PART 1: CONSIDERATION ON BASIC SHAPE MODEL

受原始三维阻力启发的木屋迟滞阻尼器的开发第 1 部分：基本形状模型的考虑

• DOI: 10.3130/aijt.27.219
• 发表时间: 2021
• 期刊: AIJ Journal of Technology and Design
• 作者: 藤 翔平;杉村 伸一郎;藤 翔平・杉村 伸一郎;Kyuto Uno and Kazuhiko Yokosawa;梅田崇広;櫻本香織;川口健一,高橋祐貴,横山眞一,田口朝康,西野晃光
• 通讯作者: 川口健一,高橋祐貴,横山眞一,田口朝康,西野晃光