大スパン曲面屋根に作用する非定常空気力の特性とそれを考慮した風応答予測手法の研究

大跨度弧形屋顶非定常气动力特性及考虑其的风响应预测方法研究

基本信息

批准号：
13650615
负责人：
植松康
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13650615/
关键词：
大空間構造風応答非定常空気力耐風設計風洞実験

项目摘要

本研究の目的は,風洞気流中での強制振動実験により,大スパン曲面屋根に作用する非定常空気力(振動依存風力)を測定して屋根振動の空力安定性や空力減衰特性を把握し,空力減衰効果を考慮した風応答予測手法を開発することにある。研究初年度に当る平成13年度においては,以下に示すような基礎的検討を中心に研究を進めた。(1)既往の文献調査、大スパン構造物の空力減衰に関する既往の文献を収集、整理し,研究の現状と問題点を把握した。(2)大空間構造の設計例ならびに構造特性の把握これまでに建設された大空間構造物における耐風設計の実状と,構造特性(固有振動数や減衰など)を既往の文献調査,並びに,設計者へのアンケート調査により明らかにした。その結果,膜構造では正の空力減衰の作用によって,見かけの減衰は鉄骨造に比べてかなり大きくなることが示された。(3)大空間構造物の耐風設計におけるガスト影響係数法の適用性に関する検討球形ドームを対象とした系統的な風応答解析によって,設計荷重評価におけるガスト影響法の適用性を明らかにし,ガスト影響係数のモデル式を提案した。なお,ここでは設計上最も重要となる部材応力度に着目している。結果の一部は,2001年10月に名古屋で開催されたIASSにおいて発表したが,より詳細な内容については,現在論文をジャーナルに投稿中である。(4)強制振動実験の準備新たに強制振動実験を行うに当り,加振装置の設計、製作を行った。平成14年度には,この装置を用いた系統的な風洞実験により,空力減衰特性を把握する予定である。

本研究的目的是通过风洞气流强迫振动实验测量作用于大跨度弧形屋顶的非定常气动力（振动相关风力），了解屋顶振动的气动稳定性和气动阻尼特性本研究的目的是开发一种考虑气动阻尼效应的风响应预测方法。 2001财年，即研究的第一年，我们重点开展了以下基础研究。 (1)现有文献调查，收集整理现有大跨结构气动阻尼文献，掌握研究现状和问题。（2）了解大空间结构的设计实例和结构特性。迄今为止已建成的大空间结构的抗风设计和结构特性（固有频率、阻尼等）的实际状况，基于这是通过对人们的问卷调查得出的。结果表明，由于正气动阻尼的作用，膜结构的表观阻尼远大于钢结构。 (3)阵风影响系数法在大空间结构抗风设计中的适用性检验通过对球形穹顶的系统风响应分析，明确了阵风影响系数法在设计荷载评估中的适用性，并建立了模型提出了系数公式。请注意，这里我们关注的是构件应力的程度，这是设计中最重要的因素。部分结果已于 2001 年 10 月在名古屋举行的 IASS 上发表，但目前正在向期刊提交一篇内容更详细的论文。 (4)强迫振动实验的准备在进行新的强迫振动实验时，我们设计并制造了振动装置。 2002年，我们计划利用该装置进行系统的风洞实验，以了解气动阻尼特性。