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大スパン曲面軽量構造の強風時振動特性の解明及び連成解析手法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H06109
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 建築構造・材料
研究機関京都大学 (2019)
名古屋市立大学 (2016-2018)

研究代表者

張 景耀  京都大学, 工学研究科, 准教授 (50546736)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
24,310千円 (直接経費: 18,700千円、間接経費: 5,610千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2016年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
キーワード大スパン構造 / 風振動 / 渦法 / 開口部 / 内圧 / 連成 / 空間構造 / 形状計測 / 振動特性 / 軽量空間構造 / 大変形 / 風洞実験 / 流体解析 / 大スパン曲面軽量構造 / 連成解析 / 強風
研究成果の概要

大スパン軽量構造の風振動には、その振動特性の特異性や、風荷重のレイノルズ(Re)数依存性や、計画外の開口部による荷重・応答変化や、既存連成解析手法の高コストなど多くの課題がある。その強風時構造性能を正しく評価するために、本研究では内圧・外圧・構造振動の連成問題に対して理論的基礎を築く。また、任意形状の大スパン軽量構造に適用できる強風・構造振動の連成解析に対して、渦法に基づいた数値的手法を開発することを目的とする。複雑な形状を有する大規模な曲面空間構造の形状計測および振動計測技術の確立も研究対象となる。更に、空間構造の強風による長時間振動を低減するための液体ダンパーを開発する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大スパン軽量構造の多くは、大型集客施設であり、災害時の避難所としても指定されるため、非常に重要な社会的存在でもある。また、これらの構造物は、通常の構造物より柔らかく、大変形が起こりやすいため、強風による被害は国内外でも数多く報告されている。本研究の成果により、風荷重が支配となる大スパン軽量構造に対して、低いコストと高い信頼性でパラメトリックスタディを行うことができるため、より高い経済性とより良い構造性能を有する新型大スパン構造の創生に繋がると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (9件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 8件)

  • [国際共同研究] Dept. of Civil Engineering/Western University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] School of Civil Engineering/The University of Sydney(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 土木工程学院/重慶大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 土木工程学院/東南大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Dept. of Civil Engineering/Western University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] School of Civil Engineering/The University of Sydney(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Dept. of Civil Engineering/Western University(Canada)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Western University/Dept. of Civil & Environmental Eng.(Canada)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Western Sydney/Centre for Infrastructure Engineering(Australia)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Closed-Form Solutions for the Form-Finding of Regular Tensegrity Structures by Group Elements2020

    • 著者名/発表者名
      Zhang Qian、Wang Xinyu、Cai Jianguo、Zhang Jingyao、Feng Jian
    • 雑誌名

      Symmetry

      巻: 12 号: 3 ページ: 374-374

    • DOI

      10.3390/sym12030374

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A frequency-domain noniterative algorithm for structural parameter identification of shear buildings subjected to frequent earthquakes2019

    • 著者名/発表者名
      J.Y. Zhang, T. Aoki
    • 雑誌名

      Comput-Aided Civil and Infrastructure Engineering

      巻: Vol.35, Issue 6 号: 6 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1111/mice.12502

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A numerical method for form finding and shape optimization of reciprocal structures2019

    • 著者名/発表者名
      Su Yan、Ohsaki Makoto、Wu Yue、Zhang Jingyao
    • 雑誌名

      Engineering Structures

      巻: 198 ページ: 109510-109510

    • DOI

      10.1016/j.engstruct.2019.109510

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Investigation of equivalent correlation coefficient based on the Mehler’s formula2019

    • 著者名/発表者名
      Zu Yunfei、Fan Wenliang、Zhang Jingyao、Li Zhengling、Ohsaki Makoto
    • 雑誌名

      Engineering Computations

      巻: 36 号: 4 ページ: 1169-1200

    • DOI

      10.1108/ec-07-2018-0316

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Self-equilibrium and super-stability of truncated regular hexahedral and octahedral tensegrity structures2019

    • 著者名/発表者名
      Zhang J.Y.、Ohsaki M.、Tsuura F.
    • 雑誌名

      International Journal of Solids and Structures

      巻: 161 ページ: 182-192

    • DOI

      10.1016/j.ijsolstr.2018.11.017

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of equivalent correlation coefficient based on the Mehler’s formula2019

    • 著者名/発表者名
      Y.F. Zu, W.L. Fan, J.Y. Zhang, Z.L. Li, M. Ohsaki
    • 雑誌名

      Engineering Computations

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Force-finding analysis of cable-net deployable antenna considering shape constraints2018

    • 著者名/発表者名
      X.Y. Wang, J.Y. Zhang, J.G. Cai, J. Feng
    • 雑誌名

      Journal of Southeast University

      巻: 34(2) ページ: 213-219

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of damping properties of long-span structures with flexible envelope and a single dominant opening2017

    • 著者名/発表者名
      J.Y. Zhang
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: 63B ページ: 107-112

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An analysis model for wind-induced vibration of long-span roof structures with enclosed space2016

    • 著者名/発表者名
      J.Y. Zhang
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: 62B ページ: 81-85

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A direct frequency-domain method for structural parameter identification of low-and middle-rise buildings2019

    • 著者名/発表者名
      J.Y. Zhang, T. Aoki
    • 学会等名
      The 13th Japan-China Building Structural Technology Exchange Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 応急危険度判定支援システムのための建物3次元モデル再構築2019

    • 著者名/発表者名
      山下倉太朗, 張景耀
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(北陸)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 既存鉄筋コンクリート造4枚組合せHPシェル屋根の振動測定2019

    • 著者名/発表者名
      張景耀, 青木孝義
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(北陸)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic experiments on an HP shell roof2018

    • 著者名/発表者名
      J.Y. Zhang and T. Aoki
    • 学会等名
      12th Asian Pacific Conference on Shell & Spatial Structures
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vibration characteristics of airship hangar in Augusta, Italy2018

    • 著者名/発表者名
      T. Aoki, J.Y. Zhang, H. Aoki, N. Takahashi, Y. Nakano, H. Choi
    • 学会等名
      12th Asian Pacific Conference on Shell & Spatial Structures
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on a new type of composite tuned liquid damper2018

    • 著者名/発表者名
      C.P. Zhu and J.Y. Zhang
    • 学会等名
      7th World Conference on Structural Control and Monitoring
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 同調液体ダンパーの振動特性に関する実験的研究2018

    • 著者名/発表者名
      朱シン鵬, 張景耀
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ests on a building model with a dominant opening and flexible roof2018

    • 著者名/発表者名
      J.Y. Zhang and G.A. Kopp
    • 学会等名
      International Workshop on Wind-Related Disasters and Mitigation
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 画像処理技術を用いた同調液体ダンパーの固有振動数推定に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      朱シン鵬, 張景耀
    • 学会等名
      日本建築学会東海支部
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of mass and damping effects for structures with flexible envelope and dominant opening2017

    • 著者名/発表者名
      J.Y. Zhang and G.A. Kopp
    • 学会等名
      9th Asia-Pacific Conference on Wind Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Robust design of a new composite tuned liquid damper2016

    • 著者名/発表者名
      J.Y. Zhang and K.C.S. Kwok
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Structural Engineering
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2016-10-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A 2dof analysis model for vibration of flexible envelope with a dominant opening and its verification2016

    • 著者名/発表者名
      J.Y. Zhang and G.A. Kopp
    • 学会等名
      8th International Colloquium on Bluff Body Aerodynamics and Applications
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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