2008 Fiscal Year Annual Research Report

人工雪を用いた降雪風洞実験による屋根雪分布形状の推定と実務設計への展開

Research Project

Project/Area Number	18560559
Research Institution	Hokkai-Gakuen University
Principal Investigator	桜井修次 Hokkai-Gakuen University, 工学部, 教授 (50153953)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	阿部修 (独)防災科学技術研究所, 雪氷防災研究センター・新庄支所, 総括主任研究員 (70414406)
Keywords	屋根雪の偏分布 / 降雪風洞実験 / 風圧風洞実験 / 屋根面風圧 / 平均風圧 / 圧力勾配
Research Abstract	建築物の設計用雪荷重を算定する際、風の吹き払い・吹きだまり効果に起因する屋根雪の偏分布形状を適切に推定しなければならない。屋根雪の積もり方と屋根面近傍の気流流線および屋根面の風圧力は密接な関係があると考えられる。筆者らは、屋根面の風上から風下へ向かう風圧分布に着目し、その圧力勾配が積雪深分布へ及ぼす影響について焦点を合わせることにした。屋根形状として、パラペットなし水平屋根、パラペットを有する水平屋根、二段水平屋根、半球ドーム屋根および切妻勾配屋根の計5種類を選定して、人工雪を用いた降雪風洞実験および屋根面の風圧風洞実験を行った。各屋根それぞれのセンターライン断面において、2次元物体周りの流れ場に焦点をあてて得られた成果は、次のように纏められる。 1.1回の吹雪による屋根雪の偏分布形状は、屋根面平均風圧分布の増減特性と概ね相関関係があることを示した。積雪の増加要因として負圧の減少あるいは正圧の増大を、逆に積雪の減少要因として負圧の増大あるいは正圧の減少を挙げることができる。特に、パラペットなし水平屋根および半球ドーム屋根において、これらの関係が顕著に認められた。 2.パラペットなし水平屋根および半球ドーム屋根を対象として、屋根面の平均風圧係数に基づき、屋根雪偏分布形状を簡略的に推定する方法を提示した。これは、従来経験的に行われてきた偏分布予測に対し、風工学的根拠を与えるものであり、実務設計への展開方法を示したものと言える。