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v1.16.0（2026.10.08）の更新: GNL Analysis に，仮設荷重（temporary load = Fpre，lambda_pre，n_pre）と，後から無応力で追加する引張材（index(add)）の入力を追加しました。この例題はそれを使っています。

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v1.18.0（2026.10.08）の更新: GNL Analysis に入力 28「rod curve」（引張材の荷重－ひずみ関係を折れ線で与える）を追加し，この例題のボールチェーンに「なじみ」を入れました。あわせて昆布の値を引張試験の再整理の結果にし，輪ゴムの力の既定を P = 15.4 N（描いた設計と同じ組立ての形になる力）に変えました。数値と図はすべてこの条件のものです（v1.18.0 以降が必要です）。

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ここでは，海藻（昆布）とボールチェーンを引張材に使ったテンセグリティのユニット（SETS: Seaweed Enhanced Tensegrity Structure）を例に，施工の手順どおりに張力を導入してから載荷する幾何学的非線形解析（GNL Analysis）の方法を学ぶ。実際の組立ては次のとおりで，解析もこの順に 1 つの GNL Analysis で続けて解く。

  1. 各チェーンの中央に S フックを掛け，輪ゴムで内側へ引き寄せる（チェーンに張力が入る）
  2. 水で戻して軟らかくした昆布を S フックに結ぶ。昆布が乾いて硬くなってから輪ゴムを外す（輪ゴムを外すまで昆布に張力はない）
  3. 完成したユニットを上から圧縮する

対象のユニット

長さ 750 mm のスギの角材 6 本（圧縮材）を，3 方向に 2 本ずつ平行に並べた拡張正八面体型（正二十面体型）のテンセグリティである。圧縮材の端から 50 mm の位置に，ボールチェーン 24 本（実効長 398 mm）を取り付け，8 つの三角形の面ごとに 3 本のチェーンの中央を乾燥昆布の三角形で結ぶ。

チェーンの長さは取付点間の直線距離（398.04 mm）とほぼ等しいので，チェーンは輪ゴムで横に引かれて V 字に折れることで初めて張力をもつ。

01_stages.png

モデル化

Grasshopper の組み方

解析の手順

  1. step 0: 描いた形。チェーンは真っ直ぐで，昆布はまだモデルに入っていない（index(add) の材は最初はない）。
  2. step 1〜20（第 1 段階）: Fpre × P を 20 段階でかける。S フックが三角形の中心へ動き，チェーンが V 字に折れて張力が入る。
  3. step 20 の後: index(add) の昆布を，その形で無応力（静止長 = その時点の S フック間の距離）として追加する。水で戻した昆布を結んだ状態にあたる。
  4. step 21〜40（第 2 段階）: Fpre を 20 段階で 0 まで外す。輪ゴムが負担していた力は昆布に移る。
  5. step 41〜（第 3 段階）: 上面の 3 点の荷重を，節点 0 の変位制御で 100 mm まで増やす。

結果と考察