| 研究概要 |
1,400年以上の歴史を持つ瓦屋根はこれまで,多くの先人達の知恵と工夫が経験的に蓄積,継承され,今日の形状デザインや施工方法等に結実している.しかし,近年の建築基準法でも風速を単純に圧力に換算した静的な引張試験のみで耐風性能が評価され,例えば,瓦の外形に起因する流体抵抗や揚力などの流体力学的な要因は全く考慮されてはいない.本研究では,このように従来考慮されてこなかった動的な視点,すなわち,瓦が風の影響を受けて飛散する前兆現象に現れる振動に着目することにより,振動発生の原因を探求して有効な防災対策に反映させようとするものである.具体的には,従来の建築基準法及び荷重指針に示されている耐風基準を見直し,加速度センサーを用いて瓦の耐風設計や耐風性能評価基準などを確立することを目的としている.
平成23年度では,平成16～22年度に明らかとなった加速度センサーを用いて得られた風力の変動成分を,文献1で得られた風力係数より算定される荷重と比較・検討することにより口開けが生ずる直前の風力を算定し,新たな耐風基準を提示して施工方法の改善等に反映することを目的としている.
加速度センサーから得られた加速度αより,ニュートンの運動方程式
F=m×αここで,F:瓦に働く変動力,m:瓦の質量
から瓦に働く変動力と文献1で得られた風力係数から求められた荷重との比較検討を行い,加速度センサーを用いて得られたデータから精査された耐風設計や耐風性能の評価を行った.また,従来得られている実験データの信頼性や精度を再度見直し,評価式に反映出来るか否かの仕分け作業も行った.
文献1:岡田ら:浮き上がりが生じた瓦に作用する風圧力の性状実大建物による屋根瓦に作用する風力に関する研究その2,日本建築学会構造系論文集622号,2007.
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