3Dプリント技術に着目した幾何学モジュールに基づく建築設計システムの構築

以3D打印技术为核心的基于几何模块的建筑设计系统构建

• 批准号: 22KJ0896
• 负责人: 山口 大翔
• 金额: $ 1.47万
• 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: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0896/
• 关键词: 付加製造技術; 3Dプリント; セルフビルド; リンケージ; モジュール; 実験住宅

本年度において、正多角錐枠体に基づく幾何学システムを用いた研究を行い、以下の内容を実施した。【フレーム設計支援ツールの開発】正多角錐枠体を基にした幾何学システムのフレーム設計を支援するためのツールを作成した。このツールでは、フレームを構成するユニットの変形を、辺を軸とした角度変数で定義することが可能である。さらに、座標変換行列を用いてユニットの組み合わせから形状を表現するアルゴリズムを開発し、それを3D CAD上で動作するプログラムとして実装した。【物理演算による検証】上記の手法は、大規模なフレーム構築やフレームの連結が環状となる場合に、計算量が過大になるという問題を抱えていた。それを解決するために、物理演算を用いたフレーム形状の決定アルゴリズムを実装した。これにより、より多数のフレームの組み合わせ計算が可能となり、施工時の変形挙動を事前にシミュレートし、施工の可行性を評価することができるようになった。さらに、フレームに荷重をかけるスクリプトを追加することで、幾何学的な安定性を評価し、フレームが軸力方向のみに抵抗する構造形式の計画が可能となった。【オフセットのパターン化】スペースフレームからオフセットして設置される外装材はフレームと異なるジオメトリを形成するため、外装材の標準化を確保することが課題となっていた。それを解決するために、外装材が取り付けられる部材のオフセット幅を施工上の問題が生じない範囲でパターン化し、部材の標準性を向上させる最適化プログラムを開発した。【実寸大プロトタイプの測定】既存のプロトタイプに対して、加速度センサを用いての構造測定を実施した。今後の計画として、この測定結果の解析を行い、フレームモデルの構造シミュレーション結果と比較する。そして、結果を計画へフィードバックすることで、設計の改善と精度向上を図る予定である。

This year に お い て, is more a cone 枠 body に づ く geometry シ ス テ ム を with い た research を い, following の content を be applied し た. 【 フ レ ー ム design support ツ ー ル の open 発 】 were much horn 枠 body を に し た geometry シ ス テ ム の フ レ ー ム design を support す る た め の ツ ー ル を made し た. こ の ツ ー ル で は, フ レ ー ム を constitute す る ユ ニ ッ ト の - を, 辺 を shaft と し た Angle - number definition で す る こ と が may で あ る. さ ら に, coordinate variations in procession を い て ユ ニ ッ ト の group み close わ せ か ら shape を performance す る ア ル ゴ リ ズ ム を open 発 し, そ れ を で action on 3 d CAD す る プ ロ グ ラ ム と し て be loaded し た. 【 physical calculus に よ る 検 certificate 】 written の は, large-scale な フ レ ー ム build や フ レ ー ム の link が annular と な る に, が too large amount of calculation に な る と い う problem を embrace え て い た. Youdaoplaceholder0 solves するために, physical calculation を uses the shape of the それを たフレ ム ム to determine the actual appearance of the ア and ゴリズムを た. こ れ に よ り, よ り most の フ レ ー ム の group み close わ せ calculation が could と な り, construction の - shaped 挙 dynamic を prior に シ ミ ュ レ ー ト し, construction feasibility の を review 価 す る こ と が で き る よ う に な っ た. さ ら に, フ レ ー ム に load を か け る ス ク リ プ ト を additional す る こ と で, geometry な stability を review 価 し, フ レ ー ム が axial direction の み に resistance す る structure form の plan may が と な っ た. 【 オ フ セ ッ ト の パ タ ー ン turn 】 ス ペ ー ス フ レ ー ム か ら オ フ セ ッ ト し て set さ れ る dressing material は フ レ ー ム と different な る ジ オ メ ト リ を form す る た め, outside の standardized を ensure す る こ と が subject と な っ て い た. そ れ を solve す る た め に, outside が take り pay け ら れ る department material の オ フ セ ッ ト picture の を construction problems が raw じ な い van 囲 で パ タ ー ン し, department of material の standard を upward さ せ る optimization プ ロ グ ラ ム を open 発 し た. 【 be inches wide プ ロ ト タ イ プ の determination 】 existing の プ ロ ト タ イ プ に し seaborne て, acceleration セ ン サ を with い て の structure determination を be applied し た. Future の project と し て, こ の determination results の parsing を い, フ レ ー ム モ デ ル の tectonic シ ミ ュ レ ー シ ョ ン results と す る. そ し て, results を plan へ フ ィ ー ド バ ッ ク す る こ と で, design の improved precision と upward を 図 る designated で あ る.

项目成果

PENTA-HARD

五硬

• 发表时间: 2021
• 期刊: 新建築6月号
• 作者: 今井 公太郎;伊東 優;国枝 歓;山口大翔;佐藤 淳;福島 佳浩
• 通讯作者: 福島 佳浩