2022 年度研究成果報告書

合理的な耐風設計のための地表面付近の設計風速の提案

研究課題

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研究課題/領域番号	21K14237
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分22020:構造工学および地震工学関連
研究機関	国立研究開発法人建築研究所
研究代表者	高舘祐貴国立研究開発法人建築研究所, 構造研究グループ, 研究員 (20848311)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2023-03-31
キーワード	設計風速 / 地表面付近の風速 / 平均風速 / 変動風速 / 風洞実験 / 数値流体解析 / POD解析
研究成果の概要	本研究は基規準で一定値とされている高さZb以下の設計風速やその風速の組織的な構造について風洞実験及び数値流体解析を用いて検討したものである。本研究で実施した風洞実験及び数値流体解析の範囲において，基規準で与えられている平均風速は安全側の評価であり，地表面付近で基規準の風速よりも増速する範囲は見られなかった。変動風速については，基本的な特性を評価することに加えて，これまでの研究によって得られている平均風速比から乱れ強さやガストファクターを推定する経験式の適用範囲を拡張した。さらに，固有値直交関数展開(POD解析)によって粗度ブロックのある地表面付近の流れ場の組織的構造を明らかにした。
自由記述の分野	風工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究は台風等の強風によってしばしば被害が発生する低層建築物や小規模工作物(低層建築物等)の強風被害を低減するためのものであり，建築基準法で詳細な構造設計が求められていない低層建築物等を強風に対して安全かつ合理的に設計するために，地表面付近の高さZb以下で安全側に与えられている風荷重を適切に評価すること目的としている。本研究によって地表面付近の高さ方向の設計風速を低減することができれば，風荷重に対して詳細な構造設計をした場合でも非現実的な設計を求められることはなくなり，適切な設計によって多くの低層建築物等の強風被害の低減に寄与するものとなる。