藤井 大地(フジイ ダイジ)

工学部 建築学科教授

Last Updated :2026/08/04

■教員コメント

コメント

建築分野における、構造解析、構造デザイン、最適設計について研究しています。耐震構造、制震構造、免震構造、建築物の地震応答解析、構造設計等の問題についてコメントが可能です。

■研究者基本情報

学位

  • 博士(工学)(広島大学)

研究キーワード

  • 構造解析   形態創生   最適設計   構造最適化   計算力学   構造力学   

現在の研究分野(キーワード)

建築分野における、構造解析、構造デザイン、最適設計について研究しています。耐震構造、制震構造、免震構造、建築物の地震応答解析、構造設計等の問題についてコメントが可能です。

研究分野

  • 社会基盤(土木・建築・防災) / 建築構造、材料

■経歴

経歴

  • 2008年04月 - 現在  近畿大学工学部教授
  • 2002年04月 - 2008年03月  近畿大学工学部准教授
  • 1999年12月 - 2002年03月  東京大学工学系研究科助手
  • 1989年12月 - 1999年11月  広島大学工学部助手
  • 1998年03月 - 1999年03月  ミシガン大学工学部客員研究員
  • 1989年04月 - 1989年11月  日本学術振興会特別研究員

学歴

  • 1986年04月 - 1989年11月   広島大学   大学院工学研究科   構造工学専攻 博士後期課程
  • 1984年04月 - 1986年03月   広島大学   大学院工学研究科   構造工学専攻 博士前期課程
  • 1979年04月 - 1984年03月   広島大学   工学部   第四類建築学課程

委員歴

  • 2016年07月 - 現在   日本建築学会司法支援建築会議会員
  • 2003年06月 - 現在   日本建築学会中国支部構造委員会委員
  • 2013年06月 - 2025年05月   構造計算適合判定に係る判定委員
  • 2022年06月 - 2024年05月   日本建築学会   著作賞選考委員会委員
  • 2017年06月 - 2019年05月   日本建築学会論文集委員会委員
  • 2015年04月 - 2018年03月   日本建築学会構造委員会「構造形態創生小委員会」委員
  • 2015年06月 - 2017年05月   日本建築学会中国支部構造委員会委員長
  • 2013年04月 - 2016年03月   日本建築学会構造委員会「構造設計・解析の最適化理論応用小委員会」委員
  • 2002年05月 - 2015年03月   日本計算工学会評議委員
  • 2011年04月 - 2014年03月   日本建築学会構造委員会「構造形態の解析と創生小委員会」委員
  • 2010年04月 - 2013年03月   日本建築学会構造委員会「構造最適化の理論と応用小委員会」委員
  • 2009年04月 - 2013年03月   日本建築学会代議員
  • 2007年04月 - 2011年03月   日本建築学会構造委員会「シェル・空間構造形態創生小委員会」委員
  • 2007年04月 - 2010年03月   日本建築学会構造委員会「形態創生と構造最適化小委員会」主査
  • 2008年04月 - 2009年03月   日本建築学会構造委員会「連続体構造小委員会」委員
  • 2004年04月 - 2007年03月   日本建築学会構造委員会「構造形態の創生と最適化小委員会」委員
  • 2002年07月 - 2006年03月   日本計算工学会講演会委員会委員
  • 2003年04月 - 2005年03月   日本建築学会構造委員会「力学原理・計算力学小委員会」委員
  • 2001年04月 - 2004年03月   日本建築学会構造委員会「構造形態創生の理論と応用小委員会」幹事
  • 2000年04月 - 2003年03月   日本建築学会「建築システム最適化特別研究委員会」小委員会幹事
  • 2000年04月 - 2003年03月   日本建築学会構造委員会「計算応用力学小委員会」委員
  • 2001年04月 - 2002年03月   日本計算工学会「研究協力委員会」委員
  • 2000年04月 - 2002年03月   日本計算工学会「事業企画委員会」委員
  • 2000年04月 - 2002年03月   日本計算工学会「産学共同研究分科会」委員
  • 1999年04月 - 2000年03月   日本建築学会構造委員会「構造形態解析の応用小委員会」委員
  • 1991年04月 - 1999年03月   日本計算工学会「産学共同研究分科会」幹事

■研究活動情報

受賞

  • 2020年 日本建築学会賞(論文)
     -位相最適化手法を用いた構造形態創生に関する一連の研究- 
    受賞者: 藤井大地
  • 1997年 日本建築学会奨励賞
     -薄肉はり置換法による高層ビルの最適設計 薄肉はり置換法による高層ビルの構造解析に関する研究(その3)- JPN 
    受賞者: 藤井大地

論文

  • 川守恵輔; 竹田優規; 眞鍋匡利; 藤井大地
    日本建築学会技術報告集 31 79 1223 - 1228 2025年10月 [査読有り]
  • 林 友里香; 松本慎也; 眞鍋匡利; 藤井大地
    日本建築学会技術報告集 31 78 699 - 704 2025年06月 [査読有り]
  • 川守恵輔; 寺井雅和; 眞鍋匡利; 藤井大地
    日本建築学会構造系論文集 89 826 1379 - 1384 2024年12月 [査読有り]
  • 川守 恵輔; 寺井 雅和; 齊藤 正; 藤井 大地
    日本建築学会技術報告集 30 76 1211 - 1216 2024年10月 [査読有り]
  • 太田翔也; 寺井雅和; 齊藤 正; 藤井大地
    日本建築学会技術報告集 30 75 632 - 637 2024年06月 [査読有り]
  • 改良型ESO法を用いた骨組構造の位相最適化
    和田朋佳; 松本慎也; 寺井雅和; 藤井大地
    日本建築学会構造系論文集 89 818 377 - 384 2024年04月 [査読有り]
  • 福田 稜; 松本慎也; 寺井雅和; 藤井大地
    日本建築学会技術報告集 30 74 100 - 105 2024年02月 [査読有り]
  • 石本蓮也; 寺井雅和; 齊藤正; 藤井大地
    日本建築学会技術報告集 30 74 88 - 93 2024年02月 [査読有り]
  • HMPS法とCA-IESO法を用いたコンプライアントメカニズムの形態創生
    鮫島有太佳; 眞鍋匡利; 藤井大地
    日本建築学会構造系論文集 88 808 938 - 944 2023年06月 [査読有り]
  • 鮫島有太佳; 寺井 雅和; 齊藤 正; 藤井大地
    構造工学論文集 68B 127 - 134 2022年04月 [査読有り]
  • CA-IESO 法を用いた構造体の位相最適化
    藤井大地; 山下真輝; 清水満喜子
    日本建築学会構造系論文集 86 783 761 - 771 2021年05月 [査読有り]
  • ESO 法を用いた部分的複層ラチスシェルの形態創生に関する研究-その1 基本特性に対する検討
    水谷友香; 松本慎也; 小野聡子; 藤井大地
    構造工学論文集 67B 183 - 188 2021年04月 [査読有り]
  • HMPS法とIESO法を用いた有限変形を伴う弾性構造体の位相最適化
    藤井大地; 山下真輝; 眞鍋匡利
    日本建築学会構造系論文集 84 764 1337 - 1344 2019年10月 [査読有り]
  • 上村紘一; 眞鍋匡利; 松本慎也; 藤井大地
    日本建築学会構造系論文集 83 745 459 - 465 2018年03月 [査読有り]
  • 野村正貴; 松本慎也; 崎野良比呂; 藤井大地
    日本建築学会構造系論文集 82 742 1885 - 1891 2017年12月 [査読有り]
  • 丸山瑞樹; 松本慎也; 藤井大地
    日本建築学会構造系論文集 82 739 1383 - 1389 2017年09月 [査読有り]
  • 新内洋平; 松本慎也; 藤井大地
    日本建築学会構造系論文集 82 731 97 - 103 2017年01月 [査読有り]
  • 新内洋平; 松本慎也; 藤井大地
    日本建築学会構造系論文集 81 723 851 - 858 2016年05月 [査読有り]
  • 高坂憲治; 松本慎也; 藤井大地
    日本建築学会構造系論文集 81 721 547 - 553 2016年03月 [査読有り]
  • 藤井大地; 岡部 諒; 真鍋匡利
    日本建築学科構造系論文集 79 703 1279 - 1286 2014年09月 [査読有り]
  • 藤井大地; 真鍋匡利
    日本建築学科構造系論文集 78 691 1569 - 1574 2013年09月 [査読有り]
  • 藤井大地; 垣田仁
    日本建築学会構造系論文集 77 682 1881 - 1886 2012年12月 [査読有り]
  • 北本拓也; 藤井大地
    日本建築学会技術報告集 16 34 877 - 882 2010年10月 [査読有り]
  • 松本慎也; 藤井大地; 大田和彦; 在永末徳; 大久保孝昭
    日本建築学会技術報告集 16 34 1187 - 1192 日本建築学会 2010年10月 [査読有り]
  • 藤井大地; 真鍋匡利; 高田豊文
    日本建築学会構造系論文集 73 633 1967 - 1973 日本建築学会 2008年11月 [査読有り]
  • 北本拓也; 藤井 大地
    日本建築学会技術報告集 14 28 471 - 476 日本建築学会 2008年10月 [査読有り]
  • 藤井大地; 谷澤毅
    日本建築学会構造系論文集 72 619 73 - 79 日本建築学会 2007年09月 [査読有り]
     
    In this paper, a topology optimization method to create damping mechanism of a building is shown. The topology is created on continuum divided in finite elements. In the optimization problem, the densities of the elements are chosen as design variables. The stiffness between the input point and the output point is maximized under the constraints of the displacement of the output point, the relativity displacement of the output point and input point, and the material usage. The optimization problem with different initial design variables is solved using the SLP optimizer, because the solution of this problem depends on the initial design variables. The initial design variables are given by random numbers. Some examples are shown to demonstrate the effectiveness of the present method.
  • 能井宏弥; 藤井大地
    日本建築学会構造系論文集 72 616 121 - 126 日本建築学会 2007年06月 [査読有り]
     
    In this paper, a shape optimization method for shell structures is shown. The present method is based on the traction method proposed by Azegami. However, the algorithm of the present method is very simple in comparison with the original method. The sensitivity analysis is not need in the present method. The method is similar to large displacement analysis based on update Lagrange, and it is named "deformation method" in this paper. The reliability of the present methods is shown by comparing with the original traction method and other shape optimization methods. Several examples are shown to demonstrate the effectiveness of the present methods for shell structures.
  • 藤井大地; 森村毅; 中川恭一
    日本建築学会技術報告集 24 95 - 100 日本建築学会 2006年12月 [査読有り]
  • 藤井大地; 原田卓哉; 平田裕一
    日本建築学会構造系論文集 70 597 63 - 68 日本建築学会 2005年11月 [査読有り]
     
    In this paper, the topology optimization method of link mechanisms is shown. In the link mechanisms composed of rigid bodies and hinges, the displacement of the output point can be controlled by the load of the input point. In the present method, the ground structure composed of beams is used in order to obtain the optimum topology of the link mechanisms. In the optimization problem, the sectional areas of the beams are chosen as design variables. The stiffness between the input point and the output point is maximized under the constraints of the displacement of the output point, the relativity displacement of the output point and input point, and the material usage. The optimization problem with different initial design variables are solved using the SLP optimizer, because the solution of this problem depends on the initial design variables. The initial design variables are given by random numbers or GA. Some examples are shown to demonstrate the effectiveness of the present method.
  • 藤井大地; 小泉智彦; 森村 毅
    日本建築学会構造系論文集 69 585 109 - 114 2004年
  • 中住昭吾; 鈴木克幸; 藤井大地; 大坪英臣
    日本機械学会論文集 A 編 68 668 603 - 610 一般社団法人日本機械学会 2002年04月 [査読有り]
     
    本論文では、 重合メッシュ法においてグローバルモデルとローカルモデルの構成式を変えた場合の場の支配方程式を求め、 ローカルモデルの材料定数のみで、 その部分の剛性を評価することが可能であることを示した。
  • 藤井大地; 北山光也; 鈴木克幸; 大坪英臣; 風間悦夫; 川井忠彦
    日本機械学会論文集 A 編 68 667 399 - 406 一般社団法人日本機械学会 2002年03月 [査読有り]
     
    本論文では、 節点の概念を用いない有限要素を提案し、 これを連続体の位相最適化問題に適用することにより、 最適位相を不鮮明にするチェッカーボード現象を回避できることを示している。
  • 藤井大地; 鈴木克幸; 大坪英臣; 石川雅意
    日本機械学会論文集C編 67 664 3730 - 3737 一般社団法人日本機械学会 2001年12月 [査読有り]
     
    In this paper, a topology optimization method of elastic link mechanisms is shown. In these mechanisms, the displacement of the output point can be controlled by the load of the input point. The mechanism obtained by the present method is composed of the frame structure with elastic members and semi-rigid connections. The ground structure approach is used in order to obtain the optimum topology of the mechanism. In the optimization problem, both of the sectional area of the members and the rigidity of the connections are chosen as design variables. The stiffness between the input point and the output point is maximized under the total weight constraint and the displacement constraint of the output point. The optimization problem is solved using the SLP optimizer. Several examples are shown to demonstrate the effectiveness of the present method.
  • フレームベースユニットセルを用いた位相最適化の開発(第2報 固有振動数と体積を制約した剛性最大化)
    石井恵三; 青村茂; 藤井大地
    本機械学会論文集C編 67 664 499 - 506 2001年12月 [査読有り]
  • 中住昭吾; 鈴木克幸; 藤井大地; 大坪英臣
    日本造船学会論文集 190 655 - 662 日本造船学会 2001年11月 [査読有り]
     
    In the structural design of ship hull, the shell element is used for the analysis of the global model. However, the analysis using the solid elements is necessary for the analysis of the stress concentration zone or the crack vicinity. Therefore, we proposed the mixed method for assembling the shell elements and the solid elements using the overlay method. In this paper, the effectiveness of the presented method for the bending problem is investigated. In the bending analysis for the shell-shell assembling using the presented method, it was proven that a numerical instability occurs. In this paper, it is shown that such numerical instability occurs in the shell-solid assembling, and the solution about this problem is presented. In addition, a problem in which the bending deformation is generated in the effect of local model is shown. The numerical instability in such problem is also investigated, and its solution is presented. Some simple examples are shown to demonstrate the present solutions.
  • 鈴木克幸; 藤井大地; 大坪英臣; 吉田博俊
    日本造船学会論文集 190 649 - 654 日本造船学会 2001年11月 [査読有り]
     
    In this paper, the Finite Cover Method, which is unified analysis method of discrete model and continuum model, is extended for the plate-bending problem for the analysis of progressive failure of sea level ice. The solid element with assumed stress is employed to avoid the shear locking in Mindlin plate, and good accuracy is obtained for the case of large aspect ratio. The method to introduce discrete plane in Finite Cover Method to model the failure of ice is shown, and penalty spring is introduced to analyze the progressive failure of ice. One-dimensional examples and two-dimensional examples are solved to show the capability of the method.
  • 藤井大地; 鈴木克幸; 大坪英臣
    日本建築学会構造系論文集 66 548 59 - 66 日本建築学会 2001年10月 [査読有り]
     
    The Convex Linearization method (CONLIN), that is a dual optimizer based on the convex approximation concepts, is often used to solve the structural optimization problem, recently. The CONLIN optimizer has many benefits, for example, the handling of constraint conditions is easy as well as the SLP method, and the performance of convergence is excellent as well as the optimality criteria method (OC). In this paper, the CONLIN optimizer is applied to the topology optimization problem of frame structures in order to investigate the performance of this optimizer in the topology optimization analysis. The ground structure method is used to obtain the optimum topology of frame structures. The characteristics of the CONLIN optimizer are clarified by comparing with the SLP method and OC method. Several examples are shown to demonstrate the effectiveness of the CONLIN optimizer for the topology optimization analysis.
  • 建築デザイン教育のための形態解析ツールの開発
    藤井大地; 鈴木克幸; 大坪英臣
    日本建築学会技術報告集 13 69 - 74 日本建築学会 2001年07月 [査読有り]
  • 中住昭吾; 鈴木克幸; 大坪英臣; 藤井大地
    日本造船学会論文集 189 219 - 224 日本造船学会 2001年06月 [査読有り]
     
    In the structural design of ship hull, the shell element is used for the analysis of the global model. However, the analysis using the solid elements is necessary for the analysis of the stress concentration zone or the crack vicinity. Therefore, we proposed the mixed method for assembling the shell elements and the solid elements using the overlay method. In this paper, the effectiveness of the presented method for the bending problem is investigated. In the bending analysis for the shell-shell assembling using the presented method, it was proven that a numerical instability occurs. In this paper, it is shown that such numerical instability occurs in the shell-solid assembling, and the solution about this problem is presented. In addition, a problem in which the bending deformation is generated in the effect of local model is shown. The numerical instability in such problem is also investigated, and its solution is presented. Some simple examples are shown to demonstrate the present solutions.
  • 中住昭吾; 鈴木克幸; 藤井大地
    日本計算工学会論文集 3 145 - 150 2001年05月 [査読有り]
  • 藤井 大地; 植月徳仁; 鈴木克幸; 大坪英臣
    日本計算工学会論文集 2001 3 137 - 144 日本計算工学会 2001年05月 [査読有り]
  • 藤井大地; 鈴木克幸; 大坪英臣
    日本建築学会構造系論文集 66 543 105 - 112 日本建築学会 2001年05月 [査読有り]
     
    In the topology optimization analysis based on the homogenization design method or the density approach, the checkerboards, that is the formation of regions of altemating solid and void elements ordered in a checkerboard-like fashion, often appear in the optimum solutions. Therefore, the filtering method is necessary for these approaches. In this paper, we present an effective filteing method for the topology optimization analysis using the optimality criteria method as optimizer. In this method, the value of the gravity control function is controlled as a constrained condition. The gravity control function, which was presented by the author in the topology optimization analysis using the S LP method , is defined from the relations of the density of an element with that of its neighbor elements. This function imposes the penalty in the checkerboards and the gray scale density, that is, if the fuction is high, the checkerboards and gray scales disappear in the optimum solution. In this paper, this filtering method is applied in the topology optimization using the homogenization design method and the density approach. Several examples of 2D and 3D problems are shown to demonstrated the effectiveness of the present method.
  • D Fujii; BC Chen; N Kikuchi
    INTERNATIONAL JOURNAL FOR NUMERICAL METHODS IN ENGINEERING 50 9 2031 - 2051 2001年03月 [査読有り]
  • 藤井大地; 菊池昇
    日本建築学会構造系論文集 65 535 79 - 94 日本建築学会 2000年09月 [査読有り]
     
    In this paper, we present an effective method for designing the composite material by the topology optimization technique using the homogenization design method. The composite material is made of two or three different material phases. Designing the composite material consists of finding a distribution of material chases that minimizes the mean compliance of the macrostructure subject to volume fraction constraints of the constituent phases, within a unit cell of periodic microstructures. At the start of the computational solution, the material distribution of the microstracture is represented as a pure mixture of the constituent phases As the iteration procedure unfolds, the component phases separate themselves out to form distinctive interfaces. The optimization problem is solved using the SLP method. Several examples of optimal topology design of composite material are presented to demonstrate the validity of the present numerical algorithm.
  • 藤井大地; 鈴木克幸; 大坪英臣
    日本計算工学会論文集 2 87 - 94 2000年05月 [査読有り]
  • D Fujii; N Kikuchi
    STRUCTURAL AND MULTIDISCIPLINARY OPTIMIZATION 19 2 113 - 121 2000年04月 [査読有り]
  • グランドストラクチャー法による骨組構造物の位相最適化
    藤井大地; 松本慎也; 藤谷義信; 菊池昇
    日本建築学会構造工学論文集 46B 1 - 8 2000年03月 [査読有り]
  • 藤井大地; 江島晋; 菊池昇
    日本建築学会構造系論文集 65 528 99 - 105 日本建築学会 2000年02月 [査読有り]
     
    In this paper, we present an effective method for designing the compliant mechanisms by the topology optimization technique using the homogenization design method. In this method, a new multi-objective function which maximizes the relative compliance between input at the loading point and output at a prescribed point is defined. The topology optimization problem formulated using the homogenization design method is solved by SLP method. In this algorithm, with the size of the hole of unit cell, the angle of unit cell is made to be a design variable. The local minima occurring in topology optimization in which SLP method is used and the gray scale densities of optimal solutions are improved by .our presented methods. The effectiveness of the present method is demonstrated by numerical examples of the topology optimization on a short cantilever plate.
  • 松本慎也; 春日康博; 藤井大地; 藤谷義信
    日本建築学会構造系論文集 65 528 113 - 120 日本建築学会 2000年02月 [査読有り]
     
    In this paper, an analysis method by computers based on optimum design of frames with semi-rigid connection is shown. This method evaluates the connection stiffness and the member sizes as design variables. The discrete member sizes are evaluated by referring to the database system as continuous function. The optimization algorithm minimizes the cost of not only members but also the connections of the structure subjected to constraints on stresses and displacements under specified design loads. Four examples are presented to illustrate features of this optimization method.
  • 藤井大地; 菊池昇
    日本建築学会構造系論文集 64 521 65 - 72 1999年07月 [査読有り]
  • 松本慎也; 荒井宏; 春日康博; 平田裕一; 山本憲司; 藤井大地; 藤谷義信
    日本建築学会構造工学論文集 45B 249 - 258 一般社団法人日本建築学会 1999年03月 [査読有り]
     
    In this paper, the method of the optimal design for plane steel frame structures is presented. The sectional areas are automatically selected so as to be a minimum weight frame under the restraint conditions of the limited angle between the layers and the allowable stress in the composed members. In the present method, the sensitivity coefficients are numerically calculated by the finite difference method and the actual members on the market are selected by using the error functions between the obtained numerical solution and the discrete actual sectional properties of members. The interesting optimal solutions, which have the three local solutions, are obtained in an example of the plane steel frame with 5 floors and 3 spans.
  • 藤井大地; 藤谷義信
    日本建築学会構造系論文集 63 510 99 - 106 1998年08月 [査読有り]
  • 藤谷義信; 藤井大地; 春日康博; 尾中敦義; 平田裕一; 荒井宏; 塩崎洋一; 山本憲司
    日本建築学会技術報告集 3 5 63 - 68 日本建築学会 1997年12月 [査読有り]
     
    A computer program which is developed for the optimal design of reinforced concrete buildings is presented. By using this program, it is possible to design of the sections of RC frame members under constraint conditions of new seismic design in Japan. Fairly good results are obtained through calculation example which is referred from the Japanese standard for structural calculation of RC structure.
  • 山本利弘; 藤谷義信; 藤井大地
    日本建築学会構造系論文集 62 493 41 - 48 日本建築学会 1997年03月 [査読有り]
     
    In this paper, we investigate three characteristics of seismic response in the friction systems. First contents are base isolation systems containing mass on the base floor. We compare the response of these systems with one in the case of no mass on the base floor. Second contents are friction coefficients depended on the sliding velocity. We explain the method to simulate, and show response waves calculated using four kinds of these characteristics. Third contents are non-directional friction forces on the sliding plane surface. We propose one method to analyze the response of friction systems including those forces. In addition, we show the locus of ground motion and sliding motion using single or two mass model subjected to horizontal bi-axial earthquake.
  • せん断ゆがみ変形を考慮した薄肉テーパーはりの有限要素解析
    藤井大地; 藤谷義信; 船越宙
    日本建築学会構造工学論文集 43B 65 - 74 1997年03月 [査読有り]
  • Seong-Whan Park; Daiji Fujii; Yoshinobu Fujitani
    COMPUTERS & STRUCTURES 65 1 17 - 27 1997年 [査読有り]
  • 藤井大地; 朴成桓; 藤谷義信
    日本建築学会構造系論文集 61 487 93 - 101 日本建築学会 1996年09月 [査読有り]
     
    In this paper, two analysis models for the coupled torsional-bending responses of thin-walled beam with discontinuously variable cross-sections are presented. These models are based on a thin-walled beam theory which takes into account shear deformation by the 2D or 3D shear warping function. A C1 continuous finite element with boundary contraction technique is used for the discretization. The compatibility condition of warping, which is automatically satisfied in the 3D shear warping model, is satisfied approximately in the 2D shear warping model by use of warping error minimization technique. By an example of box girder with open section, the accuracy and efficiency of present models are shown.
  • 朴成桓; 藤井大地; 藤谷義信
    日本建築学会構造系論文集 61 484 65 - 74 日本建築学会 1996年06月 [査読有り]
     
    The finite element formulation of nonuniform shear warping model for thin-walled beam's flexural-torsional behavior, which can show the precise distribution of normal stress and shear stress on the beam section including the shear lag phenomena, is developed. In order to realize the acual end conditio of the beam, a boundary contraction method for the additional degress freedom of out-plane warping due to shear is applied. By some examples of the closed and open thin-walled sectin beams, te accuracy and convergency of the numerical solutions are compared with the analytical solutions.
  • 山本利弘; 藤谷義信; 藤井大地
    日本建築学会構造系論文集 483 71 - 79 1996年05月 [査読有り]
  • 藤井大地; 藤谷義信; 片岡達哉
    日本建築学会構造工学論文集 42B 253 - 260 一般社団法人日本建築学会 1996年03月 [査読有り]
     
    In this paper, a new non-comforming 4-node quadrilateral plate bending element is developed. This finite element is formulated on the basis of Reissner's plate bending theory. The displacement fields in this theory consist of the two kinds of rotations. One is the differentiation of the deflection, the other is the shear angle of the plate. However, after the discretization procedure in finite element method, these two rotations at each node are unified to the one rotation of the cross section by the contraction method. This contruction is achieved by using the mechanical relations between the bending moment and shear force at each node. Several numerical experiments are performed, and show that the present element gives excellent results in the analysis of both thin and thick plate bending.
  • 藤井大地; 藤谷義信
    日本建築学会構造系論文集 477 477 57 - 66 1995年11月 [査読有り]
  • 朴成桓; 藤井大地; 藤谷義信
    日本建築学会構造系論文集 60 473 107 - 116 日本建築学会 1995年07月 [査読有り]
     
    In this paper, two analysis models, a uniform shear warping model and a nonuniform shear warping model for the thin-walled beam's flexural behavior are developed, which can show the precise distribution of normal stress and shear stress within the beam section including the shear lag phenomena. The mechanism of boundary condition of the developed shear warping models and their relation for the Timoshenko's beam model are discussed and clearly verified. By using the St. Venant's semi-inverse method, the uniform and nonuniform warping functions are defined. By two examples, the usefulness of the proposed analysis model is shown.
  • 2次元せん断ゆがみ関数を用いた薄肉はりの構造解析
    朴成桓; 藤井大地; 藤谷義信
    日本建築学会構造工学論文集 41B 179 - 190 1995年03月 [査読有り]
  • 藤井大地; 藤谷義信
    日本建築学会構造系論文集 60 467 45 - 53 日本建築学会 1995年01月 [査読有り]
     
    We presented an effective finite element method based on the thin-walled beam theory for the structural analysis of highrise building. However, the story deformation angles and shear forces obtained by this method are not acculate in the lowest story. In this paper, we show the matrix condensation methods based on the Uetani's idea in order to solve this problem. By numerical example of analysis of a highrise building, we show the validity of this methods, and we show it is possible to apply the present method to actual structural design.
  • 藤井大地; 藤谷義信
    日本建築学会構造系論文報告集 453 453 65 - 75 1993年11月 [査読有り]
  • 多層地盤における埋込み基礎の動的相互作用解析
    藤井大地
    博士論文(広島大学) 1992年06月
  • 吉田長行; 藤井大地; 瀬戸裕; 藤谷義信
    日本建築学会構造系論文報告集 421 89 - 99 一般社団法人日本建築学会 1991年03月 [査読有り]
     
    This paper presents the new analytical method for the three-dimensional dynamic interaction problem between a layered soil and embedded foundations with arbitrary shapes. A soil domain is devided into the two subdomains by an artificial cylindrical boundary. A general dispacement field of the outer domain is expanded in a Fourier series and analyzed by the indirect boundary integral equation method which has been developed by authors in a thin layered soil model. The inner domain is discretized by ordinary boundary element method. Combining equations for the total domain are obtained by applying the Fourier inverse technique to the stiffness equations of the outer domain. The method is illustrated by the analysis of a rigid rectangular foundation embedded in an elastic uniform soil. The impedance functions and the foundation input motions are discussed as well as the distribution of soil pressure and the local effects of the side wall.
  • 藤谷義信; 藤井大地
    日本建築学会構造系論文報告集 419 99 - 106 一般社団法人日本建築学会 1991年01月 [査読有り]
     
    This paper presents a procedure for the finite element analysis of high-order elastic fundamental solutions in two-and three-dimensional bodies. Three-dimensional fundamental solutions can be expressed by the Fourier's Series expansion with respect to the Coordinate ψ. Its Second-order solution correspond to the plane symmetric fundamental solution (Cerruti's solution) and is formulated in this paper by finite element method. Two-dimensional higher-order fundamental solutions under following load conditions are analysed by finite element method: (1) a couple, (2) equal and opposite moment of couples, acting on the straight boundary of an infinite plane. It is clarified that the usual two-dimensional fundamental solution can be solved by a simultaneous equation, however, the above higher-order two-dimensional fundamental solutions are analysed as eigen-value problem. By the present finite element method, the numerical fundamental solutions were obtained with good convergence.
  • 吉田長行; 藤井大地; 藤谷義信
    日本建築学会構造系論文報告集 405 103 - 113 一般社団法人日本建築学会 1989年11月 [査読有り]
     
    The effect of the backfilled soil on the dynamic response property of the foundation is investigated. For this purpose the new analytical method is also presented. The outer domain of a soil is analyzed by the indirect boundary integral equation method in the thin layered soil model which has been developed by authors. The inner domain which contains an irregular soft soil is discretized using the axi-symmetric isoparametric finite elements. Combining equations for the total domain are obtained by applying the principle of virtual displacements to the stiffness equation of the outer domain. The three types of the foundation are chosen as analytical models. The first is rested on the elastic base through a surface stratum. The second and third are floating in the homogeneous half space soil and the upper layer of the two layered soil respectively. The results obtained by numerical analyses are as follows. 1) The rigidly backfilled soil reduces the maximum response of the superstructure within the natural period of 0.3 or 0.4 second. Conversely the softly backfilled soil is usefull for the structure with the natural period of longer than it. 2) The maximum response of the foundation bonded to the elastic base becomes lower in a soft backfill rather than a rigid one.
  • 藤井大地; 吉田長行; 藤谷義信
    日本建築学会構造系論文報告集 394 84 - 93 一般社団法人日本建築学会 1988年12月 [査読有り]
     
    The boundary integral equation method based on the Green's function obtained by the thin layer method is very useful for the analysis of the foundations embedded in multi-layered visco-elastic soil. However, two problems exist in this method;!) the calculation of the stress components of the Green's functions introduces substantial errors near the applied point, 2) the solution of the dynamic stiffness analysis is disturbed in the vicinity of fictitious eigen-frequencies. The latter problem can be resolved by putting several constraint panels in the internal region. The former problem can be also resolved by modifying the stress matrix under certain conditions. This paper presents new conditions to modify the stress matrix. This conditions are derived from the boundary integral equations which the Green's functions must satisfy in the internal region when a applied point is in the external region. In order to show the validity of the present method, this paper presents the dynamic horizontal and rocking stiffness analysis of the cylindrical foundations embedded in the homogenious visco-elastic soil. Also we calculate the dynamic response of the cylindrical foundations embedded in the two layered visco-elastic soil when subjected to S-wave excitation with vertical incidence, and we qualitatively investigate the effect of the side walls of the foundations on the response of the soil-structure system by considering a model of structure consisting of the embedded foundation and the lamped mass system with single degree of freedam.
  • 吉田長行; 藤井大地; 藤谷義信
    日本建築学会構造系論文報告集 383 98 - 108 一般社団法人日本建築学会 1988年01月 [査読有り]
     
    The boundary integral equation method involving the Green's function by the thin layer method is very useful for the analysis of the excavated multi-layered visco-elastic soil. However, there exist two complexities in this method ; 1) the calculation of the stress components of the Green's functions introduces substantial errors near the applied point, 2) the solution of the dynamic stiffness analysis is disturbed in wide range near the natural frequency of the internal region. This paper resolves both of these complexities at once by putting several constraint panels in the internal region. Those panels are used for the purpose of taking away the internal resonance point from the frequency range of interest and deriving the conditions to modify the solution of the stress. In order to show the validity of the present method, this paper presents the dynamic torsional stiffness analysis of the axi-symmetric excavation.
  • 吉田長行; 藤井大地; 藤谷義信
    日本建築学会構造系論文報告集 372 93 - 102 一般社団法人日本建築学会 1987年02月 [査読有り]
     
    The boundary integral equation method involving the Green's function of the multi-layered medium by the thin layer method is very useful to evaluate the foundamental physical quantities in the dynamic soil-foundation interaction problem. However, there exist two complexities in evaluating these quantities by this method ; 1) the calculation of the stress components of the Green's functions introduces substantial errors near the applied point, 2) the solution of the dynamic stiffness analysis is disturbed in wide range near the natural frequency of the fundation (the internal resonance). In spite of the complexity 1), both of the imaginary part of the impedance and static impedance are rather exactly calculated by the indirect integral formulation. So, the real part can be indirectly obtained from them by the Hilbert transform, and also it can be directly calculated by modifying the solutions of the stress from the condition that the internal stress might be real value. The complexity 2) is resolved by putting the internal constraint surface in the foundation to take away the internal resonance point from the frequency range of interest. In order to verify the accuracy of the proposed method, this paper presents the torsional impedance analysis of axi-symmetric foundation by use of the ring-line-load solutions in a thin layered soil.
  • 吉田長行; 藤谷義信; 藤井大地
    日本建築学会構造系論文報告集 367 103 - 110 一般社団法人日本建築学会 1986年09月 [査読有り]
     
    There exist three fundamental physical quantities in the dynamic soil-foundation interaction problem. These are the real and imaginary parts of impedance, and the seismic exciting force. An integral equation formulation based on the dynamic Green's functions for an elastic medium is developed for use as a tool in analyzing the fundamental physical quantities. A limited number of the evaluation for them are available at present, most of which are restricted to the case of flat foundations because in case of the embedded foundation the enormous computational time is needed for calculation of the dynamic Green's functions. It is the objective of this work to remove the limitation by applying interrelations of the physical quantities to the boundary integral equation method. The displacement field is represented by the displacement component of the Green's functions and the source distribution at the interface of soil and foundations. Both of the imaginary part of the impedance and the static impedance are directly obtained by the source distribution. The real part of the impedance is indirectly calculated from them by the Hilbert transform. The seismic exciting force is represented as the product of the source distribution and the free-field motion through use of the reciprocal theorem. Therefore, the evaluation of the physical quantities reduces to the problem of determining the intensity of source distribution. The proposed method resolves a prevailing shortcoming in the analysis of the embedded foundation ; the necessity of calculation for the stress components of the dynamic Green's functions.

MISC

書籍等出版物

講演・口頭発表等

  • 位相最適化手法を用いた建築構造デザイン  [招待講演]
    藤井大地
    GBRC2020構造技術セミナー「一歩先の構造設計」特別講演 2020年12月
  • 位相最適化手法を用いた建築構造の形態創生  [招待講演]
    藤井大地
    第15回コロキウム構造形態の解析と創生2020特別講演 2020年11月
  • 位相最適化手法を用いた構造形態創生に関する一連の研究  [招待講演]
    藤井大地
    [公開] 構造委員会 2020年日本建築学会賞 (論文) 受賞者に聞く 2020年09月
  • 位相最適化手法を用いた構造形態創生に関する一連の研究  [招待講演]
    藤井大地
    シェル・空間構造 2020年 日本建築学会論文賞・作品賞 受賞講演会 2020年06月
  • Topology Optimization of Free Formed Shells using Improved ESO
    Koki Otani; Koichi Kamimura; Shinya Matsumoto; Daiji Fujii
    Proceedings of the IASS Annual Symposium 2019 2019年11月
  • Topology Optimization of Shell Structures using Improved ESO  [通常講演]
    Koichi Kamimura; Shinya Matsumoto; Daiji Fujii
    The 12th International Symposium on Architectural Interchanges in Asia 2018年10月
  • Study on Structural Form Creation Using HMPS Method and CA-IESO method  [通常講演]
    Yuto Otsubo; Daiji Fujii; Shinya Matsumoto
    The 12th International Symposium on Architectural Interchanges in Asia 2018年10月
  • Building design using topology optimization method  [通常講演]
    Momoko Watanabe; Shinya Matsumoto; Daiji Fujii
    Proceedings of the IASS Annual Symposium 2017 2017年09月 口頭発表(一般)
  • Topology optimization of 3D structures using Hamiltonian MPS method and Improved ESO method  [通常講演]
    Masaki Yamashita; Masatoshi Manabe; Shinya Matsumoto; Daiji Fujii
    Proceedings of the IASS Annual Symposium 2017 2017年09月 口頭発表(一般)
  • Computational morphogenesis of continuum shell structures using Improved ESO method  [通常講演]
    Koichi Kamimura; Shinya Matsumoto; Daiji Fujii
    Proceedings of the IASS Annual Symposium 2017 2017年09月 口頭発表(一般)
  • Topology optimization of 3D structure using improved ESO method  [通常講演]
    Y. NIIUCHI; S. MATSUMOTO; D. FUJII
    Proceedings of the IASS Annual Symposium 2016 2016年09月 口頭発表(一般)
  • Optimum Reinforcement of Floor Slab by CFRP using Topology Optimization Method
    K. Koizumi; D. Fujii; T. Morimura
    The Third Chaina-Japan-Korea Joint Symposium on Optimization of Structural and Mechanical Systems (CJK-OSM-3) 2004年11月
  • Topology optimization of continuum using nodeless hybrid element
    D. Fujii; M. Kitayama; K. Suzuki; T. Kawai
    5th World Congress on Computational Mechanics (WCCM V) 2002年07月
  • Shell and solid mixed analysis using overlaying mesh method  [通常講演]
    S. Nakasumi; K. Suzuki; D. Fujii; H. Ohtsubo
    5th World Congress on Computational Mechanics (WCCM V) 2002年07月
  • Meshless discrete analysis using finite cover method  [通常講演]
    K. Suzuki; D. Fujii; H. Ohtsubo
    5th World Congress on Computational Mechanics (WCCM V) 2002年07月
  • Filtering method for topology optimization analysis using optimality criteria method  [通常講演]
    D. Fujii; K. Suzuki; H. Ohtsubo
    IASS Symposium on Theory, Design and Realization of Shell and Spatial Structures 2001年11月
  • Topology optimization of elastic link mechanisms  [通常講演]
    D. Fujii; K. Suzuki; H. Ohtsubo; M. Ishikawa
    Sixth U. S. National Congress on Computational Mechanics 2001年08月
  • A study on the analysis of the different stiffness model by overlaying mesh method  [通常講演]
    S. Nakasumi; K. Suzuki; D. Fujii; H. Ohtsubo
    Sixth U. S. National Congress on Computational Mechanics 2001年08月
  • Optimal shape design of thin-walled beam structures with continuously variable cross section  [通常講演]
    D. Fujii; Y. Fujitani
    4th World Congress on Computational Mechanics 1998年
  • Finite Element Analysis of General Formed Thin-walled Beams Considering Shear Warping Deformation  [通常講演]
    D. Fujii; Y. Fujitani
    Advances in Computational Engineering Science, Edited by S.N. Atluri and G. Yagawa, Tech Science Press, (ICES'97) 1997年
  • A Finite Element Analysis for Thin-walled Beam Structure with Discontinuously variable cross-section  [通常講演]
    D. Fujii; S. W. Park; Y. Fujitani
    Challenges to Civil and Mechanical Engineering in 2000 and Beyond, Proceedings of the International Conference Wroclaw 1997年
  • Elasto-plastic Earthquake Response Analysis of Framed Structure  [通常講演]
    Y. Fujitani; D.Fujii; S. Matsumoto
    Challenges to Civil and Mechanical Engineering in 2000 and Beyond, Proceedings of the International Conference Wroclaw 1997年
  • Structural Analysis of Thin-walled Framed Structure based on the Bending-Torsional Theory of Beams  [通常講演]
    Y. Fujitani; D. Fujii
    Seventh International Conference on Computing in Civil and Building Engineering 1997年
  • A structural analysis method of framed structures with thin-walled open section members based on the bending-torsional theory of beams  [通常講演]
    Y. Fujitani; D. Fujii
    4th World Congress on Computational Mechanics 1996年
  • Structural Optimization Analysis of Super High Rise Building by the Finite Element Method based on Thin-Walled Beam Theory  [通常講演]
    D. Fujii; Y. Fujitani
    The Third World Congress on Computational Mechanics(WCCMIV) 1994年
  • Structural optimization analysis of high rise building by using thin-walled beam theory considering shear effect  [通常講演]
    D. Fujii; Y. Fujitani
    The Sixth International Conference on Computing in Civil and Building Engineering 1994年
  • The Static and Dynamic Analysis of Framed Structures with Pin-joint by Finite Element Method  [通常講演]
    Y. Fujitani; D. Fujii; K. Imamura
    International Conference on Education, Practice and Promotion of Computational Methods in Engineering using Small Computers held at Dalian 1992年
  • Finite Element Analysis of Super High Rised Building by Thin-walled Beam Theory  [通常講演]
    Y. Fujitani; D. Fujii; M. Fukuyama
    International Conference on Education, Practice and Promotion of Computational Methods in Engineering using Small Computers held at Dalian 1992年

担当経験のある科目_授業

  • 卒業研究ゼミナール近畿大学
  • 材料力学・同演習近畿大学
  • 不静定力学Ⅱ・同演習近畿大学
  • 近大ゼミ近畿大学
  • 構造演習近畿大学
  • 不静定力学Ⅰ・同演習近畿大学
  • 静定力学・同演習近畿大学
  • 構造設計Ⅲ近畿大学
  • 建築概論近畿大学
  • フレッシュマンゼミナール近畿大学
  • 建築振動学近畿大学
  • 建築基礎構造近畿大学
  • 建築構造学近畿大学

所属学協会

  • 日本建築学会   日本計算工学会   日本機械学会   

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 変位増幅機構を備えた制震システムの共同研究
    三菱重工業(株):
    研究期間 : 2004年
  • エンジンマウント機構の最適設計手法の開発
    マツダ(株):
    研究期間 : 2003年
  • 日本学術振興会:文部省科学研究費補助金 基盤研究(C)
    研究期間 : 2000年 -2001年 
    代表者 : 藤井大地
     
    本研究では,位相最適化手法を利用した建築物の新しい構造デザインツールの開発を行った。位相最適化の手法としては,2次元または3次元連続体の位相最適化手法としての均質化設計法,密度法等があり,トラスや骨組などの1次元部材の位相最適化手法としてのグランドストラクチャー法がある。本研究では,これらの方法をさらに発展させ,建築物の構造デザインに利用できるツールとして一般に普及させることを目的とした。 本研究の研究成果としでは,グランドストラクチャー法を用いた接合部の剛性を自由に変化させることができる骨組の位相最適化ツール,均質化設計法を用いた2次元およびシェル構造の位相最適化ツール,密度法を用いた3次元構造の位相最適化ツールを開発し,教育用ツールとして一般に普及させるため,GUIを付加した使いやすいソフトとして完成させた。また,骨組構造の位相最適化ツールでは,剛性の高い構造を求められるだけでなく,リンク機構のように,変形を生じさせるメカニズムも創生できる手法を開発した,さらに,2次元および3次元構造の位相最適化では,より明解な位相が求められるよう,チェッカーボード状の分布が中間的な密度がなるべく残らないような手法を開発し,プログラムに実装した。そして,最適化問題の解法としても,より計算効率の良い最適性規準法,CONLIN法などを開発し,プログラムに実装した。 以上の成果は,建築学会,機械学会,海外のジャーナル等に発表し,広く公開した。また,最終的に,教育用として一般に普及させるためプログラム付きの著書として出版される。
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業
    研究期間 : 1996年 -1997年 
    代表者 : 藤谷 義信; 藤井 大地
     
    本研究の成果として、まず、研究代表者らが提案しているせん断変形を3次元せん断ゆがみ関数で評価する薄肉はり理論にもとずく薄肉テ-パ-はりの有限要素解析法を提案した。本解析法は、はりのたわみおよびねじり角を3次関数で、せん断変形を1次関数で近似する有限要素法であり、要素間の境界条件の矛盾を解消するために定式化の過程で変位自由度の縮約を行う。本解析法は、はりの長さ方向だけでなく、はりの断面も有限要素で分割する必要があるため、通常のはりの解析法に比較して解析自由度が多くなるが、応力レベルまで非常に良好な解析精度が得られる。本研究では、既往の研究との比較により、本方法の有効性を検証し、また、本方法により、はりのテ-パ-度と固定端近傍の応力のshear-lag現象の相関を調査した。その結果、テ-パ-度を上げることにより、固定端近傍断面のshear-lagの効果は小さくなり、また、高層骨組を薄肉はりに置換したモデルのように、せん断変形が顕著に現れる場合は、隅部の応力集中度を軽減できることが明らかになった。 次に、以上の解析法にもとづく薄肉はり構造の形状および剛性分布の最適化を行う解析法を開発した。最適化の目的は、荷重作用時の仮想仕事量として定義されるコンプライアンスの最小化とし、制約条件は構造体の体積とした。設計変数は各断面の大きさおよびはり膜面の板厚分布とした。最適設計問題は逐次線形計画法によって解いている。そして、本方法を高層ビルの意匠計画、構造計画段階で利用することを目的として、高層骨組を薄肉はりに置換した例題によりその有効性を検討した。その結果、本方法は、高層ビルの構造計画では、ブレースの効果的な配置計画や、部材種別のグル-ピング等への利用が可能であり、また、意匠計画においても、デザインのコンセプトを得ること等に利用できる可能性が示された。
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業
    研究期間 : 1990年 -1991年 
    代表者 : 藤谷 義信; 藤井 大地
     
    無限領域中の一点に集中荷重を受ける場合の荷重点近傍の弾性応力および変位の解は弾性基本解,または単に基本解と呼ばれ,近年著しい発展をとげている境界要素法の解析理論を構成する上で重要な役割を果たしている.本研究では,有限要素法を利用した半解析的手法によって,この弾性基本解の数値解を得る試みを行った. 本研究により,以下のことが明らかになった.(1)2次元および3次元弾性体において,集中荷重近傍の解(弾性基本解)を有限要素法によって解析する場合,一般には固有値解析問題になる.(2)しかしながら,2次元問題の弾性基本解のうち,通常の集中荷重を受ける問題(Kelvin解,Boussinesq解,Cerruti解)のみ例外で,この種の問題は,変位が対数型特異性をもつため,固有値解析問題とならず,荷重ベクトルを右辺とす連立方程式を解く問題となる.(3)有限要素法でKelvin解,Boussinesq解,Cerruti解を解析するとき,2次元問題では,この3つの解の対称性を議論することなく解くことができるが,3次元問題では,Kelvin解とBoussinesq解は,軸対称問題として,Cerruti解は面対称問題として,それぞれ区別して解析しなければならない.(4)弾性基本解の応力もクラック先端近傍の応力も,どちらもr^<λー1>の形のべき乗型の特異性をもつが,弾性基本解の場合は,λは0または負の整数であるのに対して,クラック先端近傍の応力解は,λは0<λ<1の値をとる.(5)弾性基本解を有限要素法によって解析したところ,2次元問題の場合も3次元問題の場合も,解は非常に良好な収束性をもっている. なお,当初の研究目的のうち,Mindlin解の解析法を確立とTransverselyーIsotropy問題への拡張および動的問題への発展については,本研究年度内に成果が得られなかった.
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業
    研究期間 : 1989年 -1989年 
    代表者 : 藤井 大地

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