2021 Fiscal Year Research-status Report
Mechanism of coupled vibration and evaluation of maximum response of long-span cantilever roof due to local storm
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19KK0378
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
張 景耀 京都大学, 工学研究科, 准教授 (50546736)
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2020 – 2022
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| Keywords | 大スパン片持ち屋根 / 局地的突風 / 連成振動 / 応答評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本にはダウンバーストなどの局地的突風が雷雨日に60%強の高い確率で発生している。大きな内部空間を覆う大スパン構造は、規模が大きくなるほど、風による大振幅振動が起こりやすい。イギリスのミレニアム・ドームなど、突風による大スパン屋根被害が多く報告されている。気候変動に先駆け、記録以上の局地的突風を考慮した大スパン構造の耐風設計法を確立するため、本国際共同研究では、その最大応答を予測する手法の提案を目指す。
2021年度では、非線形性と非定常性の高い大スパン片持ち屋根の風応答に適用できる新な信号処理法の提案を中心に展開していた。特に、前年度の線形チャープレット変換法を拡張して、局所探索戦略を導入した逐次線形チャープレット変換法を提案した。提案した局所探索戦略では、チャープレートに対応する回転角の探索範囲を逐次的に狭めながら、各時刻における最適な回転角を探索する。数値解析例より、本提案手法は従来の方法と比べて、同程度の計算コストで、時間周波数平面におけるエネルギー分布の精度が大幅に向上していることが分かった。また、振動源と片持ちの方向が異なるが、大スパン片持ち屋根の代用として、アスペクト比の大きい灯台の地震時非線形応答への適用により、提案手法の高い性能を示した。
本研究で提案した逐次線形チャープレット変換法によっては、大スパン片持ち屋根の非線形非定常風応答に対して、大変形にともなる剛性・振動数変化を定量的に分析することが可能にする。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナウイルスの影響で、オーストラリアへの渡航はできなかった。そのため、2021年度では、非線形性と非定常性の高い大スパン片持ち屋根の風応答にかかわる信号処理法を中心に展開している。
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| Strategy for Future Research Activity |
海外渡航制限が緩和されつつある現状を踏まえ、2022年度には、シドニーに滞在して、実験模型設計・製作などの風洞実験の準備を行う予定である。
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