真の準静的風荷重分布を考慮した性能設計対応型の風荷重新評価手法の開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555155
• Research Institution: TOKYO INSTITUTE OF POLYTECHNICS
• Principal Investigator: 田村 幸雄 東京工芸大学, 工学部, 教授 (70163699)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 日比 一喜 清水建設, 技術研究所, 主席研究員 ; 藤井 邦雄 風工学研究所, 所長 ; 菅沼 信也 東京工芸大学, 工学部, 講師 (80267533) ; 佐々木 淳 西松建設, 技術研究所, 研究員 ; 須田 健一 佐藤工業, 中央研究所, 主席研究員
• Keywords: 変動風圧 / 準静的風荷重 / 最大荷重効果 / 風荷重の組合せ / LRC法 / 性能設計 / 弾塑性風応答解析 / 風洞実験

Research Abstract

正方形平面およびL字型平面を持つ中層建物の変動風圧に関する風洞実験を実施した。これらの変動風圧力を積分して風力を評価し,建物各部に生じる準静的な最大荷重効果(層せん断力,層曲げモーメント,層捩れモーメント,あるいはフレーム各部の曲げモーメント,せん断応力,軸応力など)を計算し,最大荷重効果が発生している時に真に作用している瞬間風圧分布,瞬間層風力分布を詳細に吟味し,最大荷重効果をもたらす真の風圧力分布の特徴を,系統的に評価した。最大荷重効果をもたらす準静的な「真の風荷重分布」に基づき,剛な中低層建物の設計に適切な風荷重分布を明らかにした。また,Kasperskiの提案するLoad Response Correlation法(LRC)をフレーム応力に適用し,フレーム各部に最大応力をもたらす「LRC風荷重分布」と「真の風荷重分布」の比較を行い,「LRC風荷重分布」の適用性を検討した。また,低層建物および中層建物の柱断面に作用する最大軸応力度に着目し,風方向風力,風直角方向風力,捩りモーメントなどの風力各成分の最大軸応力度への寄与について検討し,従来,中低層建物では考慮されていなかった風力の組合せの重要性を明らかにした。
さらに,数例の高層建物モデルにより部材の破断を含めた弾塑性風応答解析を行い,風による建築物の終局限界状態付近の挙動も評価できる性能設計対応型の風応答評価手法を検討した。
最後に,中低層建物の風荷重評価において欠かせない局部風圧の性状を,長方形平面およびL字形平面の建物について検討し,建築物荷重指針や海外基準等の妥当性を検討した。
以上をまとめて,実際に発生する真の風荷重分布形状に基づく性能設計対応型の風荷重評価手法を提案した。

Research Products

• [Publications] Y.Tamura: "Proper orthogonal decomposition of random wind pressure field."Journal of Fluids and Structures. 13,7/8. 1069-1095 (1999)
• [Publications] Y.Tamura: "Non-elastic responses of tall steel buildings subjected to across-wind forces."Wind Engineering into the 21st Century, Proceedings of the 10th International Conference on Wind Engineering. 1. 699-706 (1999)
• [Publications] Y.Tamura: "Extreme load distributions on buildings with a rectangular plan"Proceedings of the Advanced Structural Engineering and Mechanics, ASEM99. 2. 1713-1718 (1999)
• [Publications] Y.Tamura: "Damping in Buildings for Wind Design."Wind and Structures for the 21st Century. 115-129 (2000)
• [Publications] Y,Tamura: "Extreme wind load combination for design on low-rise buildings."Proceedings of the 8th ASCE Joint Specialty Conference on Probabilistic Mechanics and Structural Reliability.. CD-ROM. (2000)
• [Publications] A.Yoshida: "Effects of tubing system with a bent pipe for wind pressure measurement."Fourth International Colloquium on Bluff Body Aerodynamics & Applications. 91-94 (2000)
• [Publications] Y.Tamura: "Extreme wind pressure distributions on a low-rise building model."Fourth International Colloquium on Bluff Body Aerodynamics & Applications. 383-386 (2000)
• [Publications] Y.Tamura: "Wind load combinations and extreme wind pressure distributions causing maximum quasi-static load effects on low-rise buildlng model."Proceedings of the International Conference on Advances in Structural Dynamics. 167-174 (2000)
• [Publications] H.Kikuchi: "Local pressure distributions on low-rise buildings with an l-shaped plan."Proceedings of the International Conference on Advances in Structural Dynamics. 1511-1518 (2000)
• [Publications] 菊池浩利: "L字型平面を持つ低層建物の局部風圧"第16回風工学シンポジウム論文集. 309-314 (2000)
• [Publications] 田村幸雄: "低層建物の最大風力の組合せと準静的な真の最大風荷重分布"第16回風工学シンポジウム論文集. 535-540 (2000)
• [Publications] 田村幸雄: "従来の平均風圧分布に基づく設計用風荷重と準静的な真の最大風荷重分布"日本建築学会大会学術講演梗概集. B-1. 141-142 (2000)
• [Publications] 須田健一: "実測減衰データベースに基づく減衰評価提案式-諸外国の基準値・慣用値との対応-"日本建築学会大会学術講演梗概集. B-2. 505-506 (2000)
• [Publications] 菊池浩利: "風力の組合せと最大風力発生時の風圧分布(その1)正方形平面の低層建物"日本建築学会大会学術講演梗概集. B-1. 137-138 (2000)
• [Publications] 笹目契輔: "風力の組合せと最大風力発生時の風圧分布(その2)長方形平面の低層建物"日本建築学会大会学術講演梗概集. B-1. 139-140 (2000)
• [Publications] 日比一喜: "L字型平面を持つ低層建物の局部風圧"日本建築学会大会学術講演梗概集. B-1. 185-186 (2000)