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低層建物に加わる非定常空気力の解明と耐風設計用風荷重の予測手法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14350303
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 建築構造・材料
研究機関京都大学

研究代表者

丸山 敬  京都大学, 防災研究所, 助教授 (00190570)

研究分担者 林 泰一  京都大学, 防災研究所, 助教授 (10111981)
石川 裕彦  京都大学, 防災研究所, 助教授 (60263159)
谷口 徹郎  大阪市立大学, 工学研究科, 講師 (30231418)
内田 孝紀  九州大学, 応用力学研究所, 助手 (90325481)
荒木 時彦  京都大学, 防災研究所, 助手 (60335221)
西村 宏昭  財)日本建築総合試験所, 耐風試験室, 室長(研究職)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
13,200千円 (直接経費: 13,200千円)
2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2003年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2002年度: 10,200千円 (直接経費: 10,200千円)
キーワード低層建物 / 非定常空気力 / 耐風設計 / 風荷重 / 台風 / 強風災害 / 予測手法 / 数値シミュレーション / 強風被害 / 野外観測 / 風洞実験 / 風速変動 / 風圧変動 / 数値計算
研究概要

本研究では低層建物に加わる非定常空気力の解明と耐風設計用風荷重の予測手法の開発を目的に,1:市街地における低層建物に加わる地面付近の自然風の乱流性状の解明,2:近年の強風による建物の被害メカニズムの解明,3:強風時の市街地における乱流性状の正確な予測手法の研究を行った。
市街地における低層建物に加わる地面付近の自然風の乱流性状に関しては,大阪市舞州における観測結果をもとに,非定常空気力と接近流との関係を解析することにより,建物に加わる変動風圧力は建物の上流側・建物の高さと同程度の距離における接近風の変動特性と相関が高いことがわかった。一方,研究期間中に接近した台風の強風による被害調査も行い,低層建物の強風災害特性を明らかにした。それによると,建物が全壊するような重大な被害は減少する傾向にあるが,屋根や外壁材などは依然として被害を受けており,また,飛散物による建物の二次被害や,人的被害も少なくないことが明らかとなった。
これらの結果は,低層建物では,接近流の乱流特性の正確な予測と,瓦などの外装材が飛散しないような耐風設計を行うことが重要であること。また,市街地などにおける気流性状を正確に予測することが重要であることを意味する。そこで,強風時,特に台風接近時の地面付近の強風の乱流特性に関して,メソスケールの気象解析・予測のために開発されたPSU/NCAR MM5モデルを用いて,実際の台風時の広域的な風況場のシミュレーション手法に関する検討を行い,台風時の観測結果との比較により,ある程度の予測が可能であることを確かめた。また,市街地における接地境界層内の乱流特性を左右する地表面粗度形状の影響を取り込めるk-ε乱流モデルや,地表面粗度をモデル化したLESによる数値シミュレーション手法を新しく提案し,平均風速プロフィルだけでなく非定常乱流場の再現が可能であることを風洞実験により確かめた。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (15件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] 台風に伴う強風はモデルでどの程度再現できるか? T9807(Vicki)の場合2005

    • 著者名/発表者名
      石川裕彦
    • 雑誌名

      日本風工学会誌 巻30・1号

      ページ: 19-22

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 台風に伴う強風はモデルでどの程度再現できるか? T9807(Vicki)の場合2005

    • 著者名/発表者名
      石川裕彦
    • 雑誌名

      日本風工学会誌 第30巻・1号

      ページ: 19-22

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Field Experiment Measuring the Approaching Flows and Pressures on a 2.4m Cube2004

    • 著者名/発表者名
      T.Maruyama, T.Taniguchi, M.Okazaki, Y.Taniike
    • 雑誌名

      5th International Colloquium on Bluff Body Aerodynamics and Applications Summary Papers

      ページ: 453-456

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 宮古島を襲った台風0314号の後日調査2004

    • 著者名/発表者名
      丸山 敬, 河井宏允, 奥田泰雄, 林 泰一
    • 雑誌名

      日本風工学会論文報告集 巻29・4号

      ページ: 63-69

    • NAID

      10014052234

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] LESによる粗面上の乱流境界層の数値計算2004

    • 著者名/発表者名
      丸山 敬
    • 雑誌名

      第18回風工学シンポジウム論文集

      ページ: 57-62

    • NAID

      130004644224

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 自然風中における非定常な風向の解析方法について2004

    • 著者名/発表者名
      池内淳子, 谷口徹郎, 丸山 敬, 谷池義人
    • 雑誌名

      第18回風工学シンポジウム論文集

      ページ: 193-198

    • NAID

      130004644253

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 台風0418号による厳島神社の被害について2004

    • 著者名/発表者名
      丸山 敬, 河井宏允, 益田健吾, 田村幸雄, 松井正宏
    • 雑誌名

      日本風工学会論文報告集 巻30・1号

      ページ: 49-56

    • NAID

      10014398318

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Later Investigation of Damage in Miyako Island by Typhoon 03142004

    • 著者名/発表者名
      Takashi MARUYAMA, Hiromasa KAWAI, Yasuo OKUDA, Taiichi HAYASHI
    • 雑誌名

      Journal of Wind Engineering (in Japanese) Vol.29, No.4

      ページ: 63-69

    • NAID

      10014052234

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] NUMERICAL CALCULATION OF TURBULENT BOUNDARY LAYER OVER ROUGH SURFACE USING LARGE EDDY SIMULATION2004

    • 著者名/発表者名
      Takashi MARUYAMA
    • 雑誌名

      Proc.of 18th National Symposium on Wind Engineering (in Japanese)

      ページ: 57-62

    • NAID

      130004644224

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ANALYSIS OF THE UNSTEADY WIND DIRECTION IN NATURAL WINDS2004

    • 著者名/発表者名
      Junko IKEUCHI, Teturo TANIGUCHI, Takashi MARUYAMA, Yoshihito Taniike
    • 雑誌名

      Proc.of 18th National Symposium on Wind Engineering (in Japanese)

      ページ: 193-198

    • NAID

      130004644253

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Investigation of Damage to Itsukushima shrine by Typhoon 04182004

    • 著者名/発表者名
      Takashi MARUYAMA, Hiromasa KAWAI, Kengo MASUDA, Yukio TAMURA, Masahiro MATSUI
    • 雑誌名

      Journal of Wind Engineering (in Japanese) Vol.30, No.1

      ページ: 49-56

    • NAID

      10014398318

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simulation of High Wind Over Complex Terrain During the Passage of Typhoon Vicki in 19982004

    • 著者名/発表者名
      Hirohiko ISHIKAWA
    • 雑誌名

      Journal of Wind Engineering (in Japanese) Vol.30, No.1

      ページ: 19-22

    • NAID

      10014398285

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 人工的に生成された流入変動風を用いた建物周辺流れのラージ・エディ・シミュレーション2004

    • 著者名/発表者名
      内田孝紀, 大屋裕二
    • 雑誌名

      九州大学応用力学研究所所報 第127号

      ページ: 95-107

    • NAID

      110004614486

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 2003年台風マエミー(0314)号による強風と宮古島での被害について2004

    • 著者名/発表者名
      奥田泰雄, 林 泰一, 横木 研, 丸山敬
    • 雑誌名

      第18回風工学シンポジウム論文集

      ページ: 175-180

    • NAID

      130004644245

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 台風0418号による厳島神杜の被害について2004

    • 著者名/発表者名
      丸山 敬, 河井宏允, 益田健吾, 田村幸雄, 松井正宏
    • 雑誌名

      日本風工学会論文報告集 巻30・1号

      ページ: 49-56

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 丸山 敬, 谷口徹郎, 岡崎充隆, 谷池義人: "接地境界層中に置かれた2.4m立方体周りの気流・風圧性状"日本風工学会誌. 99(掲載予定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 丸山 敬: "接近流の気流性状および地表面粗度形状が市街地上空の乱流境界層に及ぼす影響について"日本建築学会大会学術講演梗概集. 99-100 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 中川美紀, 丸山 敬, 谷池義人, 岡崎充隆, 谷口徹郎: "接地境界層内に設置された立方体周りの気流・風圧に関する研究"日本建築学会大会学術講演梗概集. 179-180 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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