Mechanism of coupled vibration and evaluation of maximum response of long-span cantilever roof due to local storm

局地风暴作用下大跨悬臂屋盖耦合振动机理及最大响应评估

基本信息

批准号：
19KK0378
负责人：
張景耀
金额：
$ 9.48万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020 至 2023
项目状态：
已结题

项目摘要

日本にはダウンバーストなどの局地的突風が雷雨日に60%強の高い確率で発生している。大きな内部空間を覆う大スパン構造は、規模が大きくなるほど、風による大振幅振動が起こりやすい。イギリスのミレニアム・ドームなど、突風による大スパン屋根被害が多く報告されている。気候変動に先駆け、記録以上の局地的突風を考慮した大スパン構造の耐風設計法を確立するため、本国際共同研究では、その最大応答を予測する手法の提案を目指す。大スパン構造を含め、建築構造物の低周波数成分が卓越しているが、既存の時間周波数解析法では、低周波数領域における精度が不足している。非線形性と非定常性の高い大スパン片持ち屋根の風応答分析のために、2021年度に提案した逐次線形チャープレット変換法に続き、2022年度では、聴覚モデルに基づいたガンマトーンフィルタ法を開発した。提案手法は、従来の時間周波数解析法より、建物の固有振動数成分およびその変動を効率よく抽出することが可能である。特に、提案手法によっては、大スパン片持ち屋根の非線形非定常風応答に対して、大変形にともなる剛性・振動数の定量的を効率よく追跡できる。また、オープンソースの流体解析ツールであるOpenFoamを用いて、実験室レベルでのダウンバースト生成法を検討し、二次元解析および三次元解析により実測の風速プロファイルを一部再現できた。特に、乱流モデル、メッシュ分割などによる解析精度および収束計算への影響を検討した。更に、今後の研究の予備解析として、実大スケールでのダウンバースト数値解析への適用を試みた。

在日本，当地阵风（例如上下爆发）发生在雷暴日的高可能性超过60％。覆盖较大内部空间的较大跨度结构倾向于随着尺度增加而导致大宽度振动。据报道，由于阵风而造成的跨度屋顶损坏很大，例如英国的千年圆顶。在气候变化之前，为了建立一种具有较大跨度结构的防风设计方法，该方法考虑到本地阵风而不是记录，基于家庭的联合研究旨在提出一种预测最大响应的方法。建筑结构的低频组成部分（包括较大的跨度结构）是出色的，但是现有的时间频率分析方法在低频区域缺乏准确性。为了分析具有高线和非纳的大跨度的风反应，根据FY2022中的听力模型，开发了基于枪酮滤镜的方法，遵循序列形状的Charpret转换方法。该建议方法可以从常规的时间频率分析方法中有效提取唯一的振动成分及其对建筑物的波动。特别是，根据提议方法，可以在大型跨度符号屋顶的非线性和非线性行响应上有效地跟踪刚性和大变形的刚性和频率的定量跟踪刚度和频率。此外，使用开源流体分析工具OpenFOAM，检查了实验室水平下生成的方法，并通过两个维度分析和三维分析来重现一些实际的风速曲线。特别是，我们检查了湍流模型，网格拆分以及对收敛计算的影响的分析精度。此外，作为对未来研究的初步分析，我们试图应用于实际规模的下降数值分析。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Experimental and numerical study on the effective length of tower cross bracing

DOI：
10.1016/j.tws.2022.110296
发表时间：
2023-01
期刊：
Thin-Walled Structures
影响因子：
6.4
作者：
Zulin Huang;Hongjun Liu;Jingyao Zhang;Z. Li;M. Ohsaki;Q. Bai
通讯作者：
Zulin Huang;Hongjun Liu;Jingyao Zhang;Z. Li;M. Ohsaki;Q. Bai

LONG-TERM OBSERVATION OF STATIC AND DYNAMIC CHARACTERISTICS OF THE LIGHTHOUSE

灯塔静态和动态特性的长期观测

DOI：
10.3130/aijt.24.69
发表时间：
2018
期刊：
AIJ Journal of Technology and Design
影响因子：
0
作者：
篠崎陽一;行方和彦;柏木賢治;大野信彦;武田明子;原田高幸;小泉修一;川瀬みなみ，青木孝義，佐藤大輔
通讯作者：
川瀬みなみ，青木孝義，佐藤大輔

ガンマトーンフィルタを用いた建物における非線形動的応答の時間周波数解析法に関する研究

伽玛滤波器建筑物非线性动力响应时频分析研究

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yutaro Saito;Hiroyuki Yatabe;Iori Tamura;Yohei Kondo;Ryo Ishida;Tomohiro Seki;Keita Hiraga;Akihiro Eguchi;Yoichi Takakusagi;Keisuke Saito;Nobu Oshima;Hiroshi Ishikita;Kazutoshi Yamamoto;Murali C. Krishna;Shinsuke Sando;浮田大地
通讯作者：
浮田大地

逐次線形チャープレット変換による灯台の強震時非線形挙動追跡

使用顺序线性线性调频变换对强运动期间灯塔的非线性行为进行跟踪