環状積層ヒンジ接合骨組による建築規模の展開構造の実現：可動性解析と製作方法の確立

本研究で提案する環状積層ヒンジ接合骨組は、少ない部材数で、束状に小さく収納された状態から、ドーム型やホルン型など多様な形状に展開された状態に展開でき、再度束状に折り畳める展開構造である。環状積層ヒンジ接合骨組を用いれば、従来の展開構造よりも軽量で扱いやすい展開構造を実現できるため、本研究の成果は、災害時に利用する仮設構造物等の革新につながると期待される。本研究では、環状積層ヒンジ接合骨組を建築規模で実現することを目標として、同骨組の設計法・製作法を確立すべく研究を行っている。2年目の令和4年度は、初年度開発した環状積層ヒンジ接合骨組の全体形状決定法、および製作可能な接合部ディテールの生成法を用いて、建築規模(2m程度)の展開構造として利用可能なドーム型骨組の試設計を行った。その後、サイズを1/5に縮小した小型モデルを3D-CADで製作し、小型モデル用に接合部ディテールを調整した上で、高精度の光造形3Dプリンタを用いて出力した。本構造に求められる複雑なディテールのヒンジ接合部も、3Dプリンタで一体造形により出力すれば、効率的に製作が可能であることが確認された。製作した1/5スケールの小型模型により、本研究で提案する環状積層ヒンジ接合骨組の可動性が実験的に初めて実証された。以上の成果により、建築規模での環状積層ヒンジ接合骨組実現のための事前検討が完了し、残りは実大サイズでの部材製作と組立を残すのみとなった。以上の内容について、国際学会にて研究成果を報告した。また、これまでの研究成果を査読論文にまとめ投稿し、現在査読評価中である。

本研究で提案する環状積層ヒンジ接合骨組は、少ない部材数で、束状に小さく収納された状態から、ドーム型やホルン型など多様な形状に展開された状態に展開でき、再度束状に折り畳める展開構造である。環状積層ヒンジ接合骨組を用いれば、従来の展開構造よりも軽量で扱いやすい展開構造を実現できるため、本研究の成果は、災害時に利用する仮設構造物等の革新につながると期待される。本研究では、環状積層ヒンジ接合骨組を建築規模で実現することを目標として、同骨組の設計法・製作法を確立すべく研究を行っている。2年目の令和4年度は、初年度開発した環状積層ヒンジ接合骨組の全体形状決定法、および製作可能な接合部ディテールの生成法を用いて、建築規模(2m程度)の展開構造として利用可能なドーム型骨組の試設計を行った。その後、サイズを1/5に縮小した小型モデルを3D-CADで製作し、小型モデル用に接合部ディテールを調整した上で、高精度の光造形3Dプリンタを用いて出力した。本構造に求められる複雑なディテールのヒンジ接合部も、3Dプリンタで一体造形により出力すれば、効率的に製作が可能であることが確認された。製作した1/5スケールの小型模型により、本研究で提案する環状積層ヒンジ接合骨組の可動性が実験的に初めて実証された。以上の成果により、建築規模での環状積層ヒンジ接合骨組実現のための事前検討が完了し、残りは実大サイズでの部材製作と組立を残すのみとなった。以上の内容について、国際学会にて研究成果を報告した。また、これまでの研究成果を査読論文にまとめ投稿し、現在査読評価中である。