形状・厚さ・位相の同時最適化による自由曲面シェル構造の形態創生に関する研究(アイランドシティ中央公園中核施設ぐりhぐりhへの適用)

摘要

近年では，設計者の創造力をそのまま形にしたような有機的な建築，つまりは自由曲面を有した建築の提案が少なくない。そのような提案を実現するためには，力学的に合理性を持つようにするという構造的観点が必須である。しかしながら，不定形な自由曲面構造物の力学挙動は複雑で，これまで最適な曲面形状を求めること，ましてやシェルの厚み分布，開口の領域を同時に最適化することは困難であった。だが，近年のコンピュータの急速な性能向上や施工・材料技術の進歩により複雑で不定形な構造物が実現しつつある。初期形状に対してコンピュータによる形態解析を用いて力学的に形状修正を加えることで，理論的形態デザインに基づいた力学的根拠を持つ自由曲面のシェル構造を形成する構造形態創生手法が求められている一方で，現在はすでに様々な構造形態創生手法の提案がなされ，実構造物に適用された手法も存在している。