| 研究課題/領域番号 |
09555173
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
田村 哲郎 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (90251660)
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| 研究分担者 |
鈴木 雅康 鹿島建設, 技術研究所, 主任研究員
伊藤 嘉晃 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究所, 助手 (40272702)
和田 章 東京工業大学, 応用セラミックス研究科, 教授 (90158684)
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| キーワード | 大気境界層 / 超高空 / 強風 / 超高層建物 / 空力制振 / 温度成層風洞実験 / 数値シミュレーション |
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| 研究概要 |
高層建築物の超高層化が進む中で、その高さが500m程度にまで伸びると大気境界層より上空に頂部が達し、建物の一部が境界層を越えることになる。その場合超高層建物に作用する強風の性状は、風速分布、乱れの強度、成層性など大気境界層の内部と境界層を越えた部分とで、力学的な特性が大きく異なる。一方、そこまで高層建物も高くなると、合理的な構造物を造るためには作用する空気力を制御しながら耐風設計を進めることが避けられない。本研究では、大気境界層を越える超高層の建築物に強風が作用する場合について、風洞実験およびコンピュータシミュレーションの両面から風荷重および風応答の評価を行い、系統的にその特性を明らかにする。また、現実に近い様々な条件を考慮に入れて、大気境界層を越える超高層建築物に向いた空力制振技術を提案し、その耐風性能評価を行うものである。本年度の成果は、以下の通りである。
1.大気境界層を越える上空風に関する観測資料の整理現在、超高空域での風観測は、必ずしも十分ではないがドップラーソーダあるいはウインドプロファイラーを用いて実施されている。上空風の特性に関して概略を把握する意味から、現在公表されている資料、論文からデータをまとめた。
2.大気境界層およびその上空風のシミュレーションと乱流構造の解明まず、模擬大気境界層を温度成層風洞内に作成し、こういった単純な条件下での乱流特性量を風洞実験により測定した。続いて、同じ条件での数値シミュレーションを実施し、両者および観測資料との比較を行い、高さ方向に対して幅の広い範囲での大気の乱流構造を解明した。
3.境界層を越える超高層建築物の標準的角柱モデルに作用する風荷重の評価本年度2.でシミュレートされた大気境界層を用いて境界層より上方にまで頂部を出す角柱モデルを対象とした風洞実験を行い、こういった特殊な条件下での角柱の風荷重を明らかにした。
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