JP2021032036A - テンセグリティ構造を有する構造体、建築部材および建築物 - Google Patents
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Abstract
Description
テンセグリティ構造を有する構造体であって、角柱型あるいは角錐台型のテンセグリティである基本テンセグリティと、前記基本テンセグリティに対して鏡像対称な鏡像基本テンセグリティとを、それぞれの一側面が対向するように配置した状態において、前記基本テンセグリティと前記鏡像基本テンセグリティとの鏡像対称性を維持しつつ、前記基本テンセグリティおよび前記鏡像基本テンセグリティのそれぞれの前記一側面の頂点となる節点を単一平面上に位置するように前記基本テンセグリティおよび前記鏡像基本テンセグリティを変形した第1および第2の変形テンセグリティを、前記単一平面が重ね合わさるように組み合わせた形態となっている、構造体。
前記変形は、前記単一平面から伸びる圧縮材を短縮する変形を含む、適用例1記載の構造体。この適用例によれば、第1および第2の変形テンセグリティの配列方向の長さが過度に長くなって、剛性等の機械特性に異方性が生じることを、抑制することができる。
前記第1と第2の変形テンセグリティにおいて、前記単一平面上に位置し重複する圧縮材および張力材は、その一方が省略されている、適用例1または2記載の構造体。重複する圧縮材および張力材を省略することにより、第1と第2の変形テンセグリティを組み合わせることによって得られる構造体の重量を低減することが可能となる。
前記基本テンセグリティは、3つの圧縮材を有する3ストラット・テンセグリティである、適用例1ないし3のいずれか記載の構造体。基本テンセグリティを3ストラット・テンセグリティとすることにより、変形テンセグリティおよび変形テンセグリティを組み合わせて形成される構造体をより容易に形成することができる。
A.実施形態:
A1.テンセグリティ構造:
A2.本実施形態のテンセグリティの構成:
A3.平面状の構造体の構築:
B.連結構造体の評価:
C.変形例:
A1.テンセグリティ構造:
図1は、テンセグリティ構造の一例を示す説明図である。ここで、テンセグリティ構造とは、棒状の圧縮材(ストラット)と張力材(ケーブル)とを組み合わせた構造であり、ストラットが負担する圧縮応力と、ケーブルに導入される張力とが全体で自己釣合の状態となることで安定した構造を謂う。なお、本発明および本明細書においては、特に区別する必要がない場合、テンセグリティ構造そのもの、および、テンセグリティ構造を有する構造体を併せて、単に「テンセグリティ」とも呼ぶ。
図2および図3は、本実施形態のテンセグリティ300を形成する様子を示す説明図である。図2(a)は、正角柱型の3ストラット・テンセグリティ100,200を示し、図2(b)および図3(a)は、後述するように3ストラット・テンセグリティ100,200を変形した変形テンセグリティ700,800を示している。また、図3(b)は、本実施形態のテンセグリティ300を示している。
図4は、本実施形態のテンセグリティ300を組み合わせて平面的な構造体を構築する様子を示す説明図である。図4(a)は、4つのテンセグリティ300a〜300dを近接して配置した状態を表し、図4(b)は、4つのテンセグリティ300a〜300dを組み合わせた状態を表している。なお、このように同一の構成を有する複数のテンセグリティ300およびそれらの構成要素については、必要に応じてアルファベット1文字を符号に付加し、個々のテンセグリティ300a〜300dやそれらの構成要素を区別する。また、図4(a)および図4(b)では、図示の便宜上、テンセグリティ300a〜300dの構成要素については必要のない限り符号を省略し、また、ストラットを太線で描いている。
上記実施形態のように構成されたテンセグリティを連結して得られる平面状の連結構造体について、屋根等の構造物に適用し得ることを確認するため、垂直荷重に対する連結構造体の剛性を評価した。具体的には、上記実施形態で例示したテンセグリティを連結した連結構造体について構造解析を行い、垂直荷重を加えた際の、連結構造体のほぼ中央における変位を評価した。
本発明は上記実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
111〜113…ストラット
131〜153…ケーブル
161〜173…ノード
200…テンセグリティ
211〜213…ストラット
231〜253…ケーブル
261〜273…ノード
300…テンセグリティ
311〜315…ストラット
331〜354…ケーブル
361〜374…ノード
700…変形テンセグリティ
711〜713…ストラット
731〜753…ケーブル
761〜773…ノード
800…変形テンセグリティ
811〜813…ストラット
831〜853…ケーブル
861〜873…ノード
Claims (6)
- テンセグリティ構造を有する構造体であって、
角柱型あるいは角錐台型のテンセグリティである基本テンセグリティと、前記基本テンセグリティに対して鏡像対称な鏡像基本テンセグリティとを、それぞれの一側面が対向するように配置した状態において、前記基本テンセグリティと前記鏡像基本テンセグリティとの鏡像対称性を維持しつつ、前記基本テンセグリティおよび前記鏡像基本テンセグリティのそれぞれの前記一側面の頂点となる節点を単一平面上に位置するように前記基本テンセグリティおよび鏡像基本テンセグリティを変形した第1および第2の変形テンセグリティを、前記単一平面が重ね合わさるように組み合わせた形態となっている、
構造体。 - 前記変形は、前記単一平面から伸びる圧縮材を短縮する変形を含む、請求項1記載の構造体。
- 前記第1と第2の変形テンセグリティにおいて、前記単一平面上に位置し重複する圧縮材および張力材は、その一方が省略されている、請求項1または2記載の構造体。
- 前記基本テンセグリティは、3つの圧縮材を有する3ストラット・テンセグリティである、請求項1ないし3のいずれか記載の構造体。
- 請求項1ないし4のいずれか記載の構造体を複数組み合わせることにより構成され、面状の広がりを有する建築部材。
- 請求項5記載の建築部材を架構構造として有する建築物。
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JP2007193377A (ja) * | 2004-09-16 | 2007-08-02 | Kazuya Kobayashi | 多面体形状モデルの変形構造 |
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