歳月38年
最終講義	

大森研卒業・修了生の皆さんへ �
大森博司
鳳来寺山研究室ハイキング2013年5月18日(土)	

私の履歴書（ずっと昔の古い話）	
l 1975年（25） 東京大学生産技術研究所・助手• 半谷裕彦 先生• 8年間毎日ほぼ一日中勉強（１）！
• 査読付き論文 １編（カナダ機械学会）• 博士学位論文（変形依存型外力を受ける弾性体の安定問題）1982年• 田中尚 先生 「骨組の塑性力学（単著）」「建築物のリミットデザイン（小野薫・田中尚）」
l 1983年（33） 名古屋大学・助手• 松岡理 先生 「自分の研究をしてください」• 8年間毎日ほぼ一日中勉強（２）！
l 1991年（41） 名古屋大学・助教授

私の履歴書（現在まで）	
l 1991年（41） 名古屋大学・助教授
・ 学生指導開始l 1995年（45） コーネル大学客員研究員（1年間）
・ John F. Abel 教授
・ 家族4人・ 久しぶりに勉強（学生指導をほったらかして）・ GA（遺伝的アルゴリズム）を知るl 2004年（５４） 名古屋大学・教授
・ 名古屋大学法人化
・ 学内外の雑用、学会大会、教室記念事業l 2014年（64） 退職

24年間の研究室研究テーマの変遷	

24年	
101名	

研究室研究テーマの変遷 1991年〜2001年	

24年間の研究室研究テーマの変遷	

研究室研究テーマの変遷 2001年〜2014年	

24年間の研究室研究テーマの変遷	

研究室研究テーマの変遷 1991年〜2001年	

24年間の研究室研究テーマの変遷	

研究室研究テーマの変遷 2001年〜2014年	

24年間の研究室研究テーマの変遷	

24年間	
101名	

24年間の研究室研究テーマの変遷	

IASS Tsuboi Award（1999）	

24年間の研究室研究テーマの変遷	

IASS TsuboiAward （2004）	

24年間の研究室研究テーマの変遷	

日本建築学会賞（2004）	

24年間の研究室研究テーマの変遷	

文部科学大臣表彰科学技術賞（研究）（2010）	

24年間の研究室研究テーマの変遷	

日本構造デザイン賞松井源吾特別賞（2013）	

24年間の研究室研究テーマの変遷	

24年間	
101名	

24年間の研究室研究テーマの変遷	歳月38年
�

ー卒業・修了生の皆さんへー

構造形態創生法•

遺伝的アルゴリズム・拡張ESO法による構造形態創生•

大型望遠鏡支持構造の設計•

文京区総合体育館屋根の設計
膜張力の測定法•

膜張力測定装置の開発
ライフサイクルデザイン•

建築構造のライフサイクルデザイン

歳月38年
�ー卒業・修了生の皆さんへー

構造形態創生法•

遺伝的アルゴリズム・拡張ESO法による構造形態創生•

大型望遠鏡支持構造の設計•

文京区総合体育館屋根の設計
膜張力の測定法•

膜張力測定装置の開発
ライフサイクルデザイン•

建築構造のライフサイクルデザイン

構造解析と構造形態創生

材料�

変形�

形状�

応力�

支持条件�

耐力�

荷重条件�
構造形式�

安定性�
経済性�
（美しさ）�

トラスの位相最適化• 評価 : 有限要素法（FEM）• 遺伝的アルゴリズム（GA） (選択、交叉、突然変異)
適合度

1f =γi∏W( x, A) i

• 制約条件
節点変位（変位上限）
座屈条件（軸力制約）ドームトラス�

• 層の厚さを変化	 • ライズを変化	 Population
Elite
Generation for Layout
Generation for Sectional Area
Generation for Material
Displacement Limit
Stress Limit (Tension)(Compression)
Stress202500500
5020 mm
160 MPa
Buckling

トラスドーム�
平面図�

側面図�

鳥瞰図�

層厚1m
平面図�

側面図�

鳥瞰図�

層厚 2m

トラスドーム�
平面図�

側面図�

鳥瞰図�

ライズ 5m
平面図�

側面図�

鳥瞰図�

ライズ 3mハイブリッドトラスドーム�陸屋根トラス�

全体形状	 

計算領域	 
上部に500 Pa の鉛直荷重	 

陸屋根立体トラスの形態創生�Birds View

Plan
4 規格部材による場合�

16 規格部材による場合�

by Professor Mike Xie (RMIT University)

ESO

(Evolutionary Structural Optimization)	

重力	by Professor Mike Xie (RMIT University)

ESO
(Evolutionary Structural Optimization)

重力	重力	by Professor Mike Xie (RMIT University)

ESO
Extended ESO(Extende Evolutionary Structural Optimization)

基本的な考え方�• いらない部分を削り取る�
• 必要な部分を付け加える�
• 等応力線の導入�

ESO法 と 拡張ESO法ESO法拡張ESO法ESO法拡張ESO法Bridge Structures

114218

拡張ESO法�

片持ち形式の構造�

集中荷重�

分布荷重�

シェル構造への応用�

平面図�

P透視図�

ｈ

3D Bridge Structure

HB
3B

3D Bridge Structure

Final Configuration

3D Bridge Structure

Step 1

Step 2

Step 3

Step 4

Step 5

Step 6

Step 7

Step 8

Step 9

3D Bridge StructurePlanElevation

フィレンツェ新駅舎計画

コンペ案
設計：磯崎新アトリエ＋佐々木睦朗構造計画研究所�

Final Shapeフィレンツェ新駅舎計画・進化過程�'($% )!



(&"#

設計：磯崎新アトリエ＋佐々木睦朗構造計画研究所�

オフィスビルの設計

西立面

南立面
F-tai Architect + Iijima Structural Design Office, Cooperation: Mutoh Laboratory(Meijo Univ.)芥川プロジェクト

北西立面

南西立面

荷重条件

南面

西面

南立面

最終形

芥川計画・形態の進化プロセス�

初期形態�

採用形態�
設計：フータイアーキテクツ＋飯島建築事務所、協力：名城大学・武藤研究室�

南西東

安全限界時のひび割れ	Perspective View

Mold and Reinforcement Construction

Mold Plates for Concrete

Inside View of Walls under Construction

Interior Construction

First Floor Inside View

Second Floor Inside View

Third Floor Inside View

From Arcade2009年2月
撮影・早稲倉章悟	

芥川プロジェクト

InitialAkutagawa Westside Project歳月38年
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構造形態創生法•

遺伝的アルゴリズム・拡張ESO法による構造形態創生•

大型望遠鏡支持構造の設計•

文京区総合体育館屋根の設計
膜張力の測定法•

膜張力測定装置の開発
ライフサイクルデザイン•

建築構造のライフサイクルデザイン

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遺伝的アルゴリズム・拡張ESO法による構造形態創生•

大型望遠鏡支持構造の設計•

文京区総合体育館屋根の設計
膜張力の測定法•

膜張力測定装置の開発
ライフサイクルデザイン•

建築構造のライフサイクルデザイン

京都大学新技術望遠鏡計画	

京大岡山新望遠鏡ワーキンググループ	背景• 要求される性能• 光路の確保
施工性, 経済性• 鏡面観測精度の確保• 変形量抑制

全ての観測姿勢で !

• 提案• トラスで構成する• ホモロガス変形• 遺伝的アルゴリズムによる構造形態創生ホモロガス変形– 定義	

構造物が荷重を受けて変形する時、その変形の前後で構造物の形状が同じになる性質	

– 鏡面形状を維持して変形する支持構造の設計へ応用	ホモロガス変形を実現する
施工可能なトラス	望遠鏡架台の設計（岡山天体物理観測所）

国立天文台・名古屋大学･京都大学 共同研究 	

望遠鏡架台の設計（岡山天体物理観測所）

国立天文台・名古屋大学･京都大学 共同研究 	

望遠鏡架台の設計（岡山天体物理観測所）

国立天文台・名古屋大学･京都大学 共同研究 	

望遠鏡架台の設計（岡山天体物理観測所）

国立天文台・名古屋大学･京都大学 共同研究 	

歳月38年
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構造形態創生法•

遺伝的アルゴリズム・拡張ESO法による構造形態創生•

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建築構造のライフサイクルデザイン

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ライフサイクルデザイン•

建築構造のライフサイクルデザイン

文京総合体育館�

提供：松田・平田建築設計事務所	

形状最適化の実建築物への応用�n 文京総合体育館（屋根伏図）�
����

�

�

提供：松田・平田建築設計事務所	

文京総合体育館（定点写真）�
提供：五洋建設

文京総合体育館（完成写真）�

�

�

����

文京総合体育館屋根架構現場	

提供：五洋建設2013年11月24日(月)	

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遺伝的アルゴリズム・拡張ESO法による構造形態創生•

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建築構造のライフサイクルデザイン

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ライフサイクルデザイン•

建築構造のライフサイクルデザイン

膜構造物の施工例�
サスペンション膜�

骨組膜�

東京都葛西臨海水族館�

空気膜�

大館樹海ドーム�

ETFEフィルム�ビックウェーブ�

北京オリンピック国際水泳場�Water Cube�開発した膜張力測定装置の原理�

膜張力と共振振動数の関係式�
：2種類の異なった共振振動数�
：振動数���の加振音源境界の各辺の長さ�：振動数���の加振音源境界の各辺の長さ�：振動モードの腹の数�
：膜の単位面積当りの質量�

実用化研究 －測定装置の小型・軽量化 	
基礎研究時の装置構成	

測定装置	
電源	
変位計アンプ	

アンプ	

音源	解析部	

試作器による実測定（愛知県児童総合センター） 	
竣工：平成8年	
形式：骨組膜	
膜種（品名）：A種膜（SF-Ⅱ）	
膜面密度：1.3 kg/m2	
設計張力：2.0 kgf/cm	
測定時期：平成19年7～10月	測定装置の詳細 	

液晶画面	
手元スイッチ	ハンドル	

計算ユニット	

測定装置の詳細 	

スピーカー	
レーザー変位計	

アクリル板	ETFEフィルムを用いた検証実験 	

A, B, C種膜と同レベルの	誤差±10%の精度	

現場での利用 	
A種膜 （上面より測定）	

現場での利用 	ETFEフィルム（下面より測定）	

測定環境に依存しない	

測定装置の詳細 	

液晶画面	
手元スイッチ	ハンドル	

計算ユニット	歳月38年
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遺伝的アルゴリズム・拡張ESO法による構造形態創生•

大型望遠鏡支持構造の設計•

文京区総合体育館屋根の設計
膜張力の測定法•

膜張力測定装置の開発
ライフサイクルデザイン•

建築構造のライフサイクルデザイン

歳月38年
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構造形態創生法•

遺伝的アルゴリズム・拡張ESO法による構造形態創生•

大型望遠鏡支持構造の設計•

文京区総合体育館屋根の設計
膜張力の測定法•

膜張力測定装置の開発
ライフサイクルデザイン•

建築構造のライフサイクルデザイン

建築構造のライフサイクルデザイン• 背景
従来の設計方法
環境問題

持続可能な設計方法
環境負荷の低減

温暖化、酸性雨など• 目的
ライフサイクルを考慮した構造設計手法

ライフサイクルデザイン (LCD)

ライフサイクルにおける劣化の影響の最小化

最適化

ライフサイクルデザイン

構造設計の理想形

ライフサイクルの評価方法• 建設部材の階層の考慮

上位

上位

ライフサイクルの評価方法• 階層性の評価:その部材の階層:その部材を支持する部材の階層

原単位CO2

Life Cycle CO2 (LCCO2)

Cost

Life Cycle Cost (LCC)

最適化問題としての扱い方■ 問題の設定
–

設計変数
•
•

構成部材
維持・保全のシナリオ
多変数最適化問題

–

目的関数
•
•

コスト
: Life Cycle Cost
環境負荷要因 : Life Cycle CO2
多目的最適化問題

–

最適化手法
•–

遺伝的アルゴリズム (GA)

評価期間50年〜100 年

ライフサイクル最適化•問題–二階建て住宅–

GA パラメータ
単一目的問題Population
Elite
Generation
Probability of Crossover
Probability of Mutation

多目的問題
1002
1000
0.010.01

Population
Archive
Generation
Probability of Crossover
Probability of Mutation

10025
10000.010.01

単一目的最適化

Trade-off• Life Cycle Cost

LCC
最小• Life Cycle CO2

LCCO2
最小設計解の内容
設計解 A

設計解 B

設計解 C

多目的最適化n パレートフロントp複数の採用可能な解p適切に分散p解構造の俯瞰的確認
Optimizing…

意志決定の支援可能
100th Generation
Enlarged
Optimizing…

1000th Generation

時空間最適配置問題としての把握
空間変数 B
初期設計解 1回目修繕
2回目修繕

N回目修繕

再利用

時間
廃棄

空間変数 A

写真を送ってくれた卒業生	
再び卒業・修了生101名	卒業・修了生66名の皆さんから	写真を送っていただきました。		

卒業・修了生66名の皆さんから	写真を送っていただきました。		
敬称は省略します	
送ってくれた方のほぼ卒業年次順です		

敬称は省略	
送ってくれた方のほぼ卒業年次順	

卒業・修了生66名の皆さんから	写真を送っていただきました。		

皆さんそれぞれ活躍中です！	

敬称は省略	
送ってくれた方のほぼ卒業年次順	

@叫@中文@サイ山プ@瑚アクセス@キャンパスマヲプ制問わせ
聞 Pacc加叫費~ 名古屋大学
J正学の檀璽/学部・研究科

孟 T'\o，;tter

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韓宵/キャンパスライ 7

入学案内

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公募聞偶回 調達情報

固 不動産の売却

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lhE,唱唱』

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回 教職員公募

ヰ章生のJj..tr へ
回 名古屠大学卒章生等電子
名障への畳耐のお聞い

回 全学同軍告白 科種証明書の尭行
リンク
名大の研究

博士轟哩.宵リーヂィシゲプログラム)ç宇からのお知らせ
一般向け却 14/03/1 0

鎗畏軍から名古屋大学艦長

受瞳生向け
固 圃人情報町流出について

l 名大σ?時 l

このたび、本学大学院医学品研究科(梶瞳宇)カ噛用するサ ーバー 内の圃人

官町口車成

報~脅むフォルダーカ童、 We b サイトで聞覧可能な tt瞳になっていたことが確認されましたので、現在までの軽梓と寺棋の対応についてお釦らせします e 平属2日
名市聞大学樟長から

年 E月 26 日、学外から本 read more.
.
.

@織広τ田叫空輸1: の み な さ まへ

却 14/02! 17 固 品大トピ v クス No.249 を掛曹しまし た 圃
費賀高官補ー草で見る

却 14/01/31 更新

回 本学の学生2ßが円本学帽腫興合宵志賀を受賞

却 14/02/12

回 平成 26年度入学式のご軍内

却14/02!12回 平高25年度4亘書式のご案内

国 14/0 1/21

回 平成田事草年度積立令町輔が感認 さ れまし た。

全学問智会

叫t瓜1dl名古屋大学基金

却 14/Ol!l 7 固 名大トぜ v クス No.248 を掛曹 しまし た 薗
曲目/12117.更新
卒業生等名簿畳録￨

若い人へのメッセージ
ー 充実した学生生活のために ー	

1. 人との交流
2. 継続する力
3. 人を認め、感謝する気持ち	ビデオが名古屋大学ホームページ「名大の授業」に公開されています。	
よろしければどうぞご覧下さい。	

朝日新聞・2014(平成26)年2月19日(水)・「Re-ライフ」より	

1 年盛酔~n:屋大学工学部建策#科第 1 講直面事業J§官舎・ 3 ・ <27松岡先生自筆ノートから	松岡 理 先生

松岡 理 先生
研究室学生へ／大森より		
#松岡先生講義「等方弾性体の三次元解析」；2004年8月4日（水）午後1時〜3時30分		
昨日の講義を受けた学生は松岡先生の講義の雰囲気がよく分かったと思います。	
私にとっても先生のお話をお聞きすることは久しぶりのことですが、昨日はこれまでの先生のお話ぶりとは少し異質なものが感じられました。	
先生はご自分がやっておられることを心底、やりたいからやってきた、という部分が人一倍多い方だと思っていますが、昨日の陳君の質問に対して先生の口からでた言葉は私にとって非常に印象的でした。
質問と答えはこうでした。		
陳君 ＞ 言葉を選びながら、躊躇しつつ、控えめに	「・・・、先生は、なんのためにこのことをやっているんですか？」		
松岡先生 ＞ 少し微笑みながら、ゆっくりと、	「今は、こうしたことをやる人がおらんようになった。	
私が死んだらこうしたことを次の世代に伝える者がおらんようになってしまう。	
だから、私が元気なうちにみんなにこうゆうことを話しとかんといかんと思っとるんだ。」		
学問を継承し発展させることは大学の最重要の使命です。	
先生はそれを体現されているのだと思いました。	

研究は面白くなくっちゃ	

半谷裕彦�先生半谷裕彦�先生

ありがとうございました	

半谷裕彦�先生

初めまして	私の家族です	これまで大変お世話になりました。	
どうもありがとうございました。	

これまでどうもありがとうございました。	

本日は最後までご静聴いただきありがとうございました。	

大森博司