膜構造建築物の強風時応答性状と温熱特性に基くインテグレートデザイン指針の確立

基于膜结构建筑强风响应特性和热特性的综合设计导则的建立

• 批准号: 10J07895
• 负责人: 永井 佑季
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Nihon University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J07895/
• 关键词: 膜構造; ホルン型張力膜; 耐風設計; 風洞実験; 温熱特性

本研究の目的は、第一に膜構造建築物の強風時応答性状を明らかにすること。第二に、環境的視点にたち、膜構造物内の温熱環境を明らかにすること。第三に、これらより得られた結果を用いエンジニアリングサイドから膜建築物の設計にアプローチし、膜構造物に対する環境と構造のデザインの統合手法の提案を行うことである。特に本研究では膜構造物として汎用性の高い形状であるホルン型張力膜構造を対象として研究を進めている。昨年度は、ホルン型張力膜構造の耐風設計を行うための風圧分布性状を把握するために数度にわたり対象構造物の風洞実験を行い、ホルン型張力膜の風圧分布性状の確認を行った。特に、模型のスケールや、気流性状などをパラメータにとり、風圧力を測定し、本構造物にかかる風荷重のデータベース化を図った。さらには、得られた実験データより、応答解析を進めている。本年度は、昨年度行った風洞実験の不足部分を補うために、境界層乱流中における風洞実験を各種実施し、風圧力分布のデータの蓄積をはかった。具体的には、対象モデルに対して、平均風力係数、変動風力係数、ピーク風力係数の提示を行った。さらには、風洞実験データを基に、FEMを用いた膜の応答解析を実施した。この解析では、時刻歴応答解析と静的応答解析の2種を行い、その結果から膜の耐風設計に用いるための係数である「膜設計用ガスト影響係数Gfm」という係数を提案した。本研究では、提案したGfmの算出手法を用いて、各種パラメータに対してGfm値を算出した。本研究の成果は、独立したホルン型張力膜構造を対象にして膜設計用ガスト影響係数Gfmを提案し、その値の算出を行ったところにある。

本研究的目的首先是明确膜结构建筑对强风的响应特性。其次，从环境的角度，明确膜结构内部的热环境。第三，我们将利用所获得的结果从工程角度来探讨膜建筑的设计，并提出一种膜结构环境与结构设计相结合的方法。本研究特别关注喇叭型张拉膜结构，这是一种用途广泛的膜结构。去年，为了了解喇叭式张拉膜结构抗风设计的风压分布特性，我们对目标结构进行了多次风洞实验，确认了喇叭式张拉膜结构的风压分布特性结构。特别是，我们使用模型比例和气流特性等参数测量风压，并创建了该结构的风荷载数据库。此外，我们正在根据获得的实验数据进行响应分析。今年，为了弥补去年风洞实验的空白，我们开展了多种边界层湍流风洞实验，积累了风压分布数据。具体来说，我们提出了目标模型的平均风系数、可变风系数和峰值风系数。此外，基于风洞试验数据，使用FEM进行了膜响应分析。在本分析中，我们进行了两种类型的分析：时程响应分析和静态响应分析，并根据结果提出了一个称为“膜设计阵风影响系数 Gfm”的系数，该系数是要使用的系数在膜材的抗风设计中。在本研究中，使用提出的 Gfm 计算方法计算了各种参数的 Gfm 值。本研究的成果是提出了独立喇叭式张拉膜结构膜设计的阵风影响系数Gfm，并计算了其值。

项目成果

独立したホルン型張力膜構造の風応答性状に関する研究

独立喇叭式张拉膜结构风响应特性研究

• 发表时间: 2011
• 作者: 永井佑季; 岡田章; 神田亮; 宮里直也; 斎藤公男
• 通讯作者: 斎藤公男

ホルン形状張力膜構造の設計用風荷重に関する基礎的研究-乱流境界層流を用いた簡易風洞実験とその風力係数分布に関する一考察-

喇叭形张拉膜结构设计的风荷载基础研究——湍流边界层流简易风洞实验及风力系数分布研究——

• 发表时间: 2011
• 作者: 永井佑季; 岡田章; 宮里直也; 斎藤公男; 松田歩弓
• 通讯作者: 松田歩弓

開放型ホルン形状張力膜構造の設計用風荷重に関する基礎的研究;-様流・-様乱流を用いた風洞実験と実験結果を用いた応力変形性状について

开放式喇叭形张力膜结构设计的风荷载基础研究；利用类流和类湍流的风洞实验以及利用实验结果的应力变形特性。

• 发表时间: 2011
• 作者: 永井佑季

乱流境界層流中におけるホルン型張力膜構造の風洞実験および応答解析-(その1)閉鎖型モデルの風圧係数分布性状-

喇叭型张拉膜结构在湍流边界层流中的风洞实验及响应分析-（一）闭合模型风压系数分布特性-

• 发表时间: 2011
• 作者: 榎紀佳; 岡田章; 神田亮; 宮里直也; 永井佑季; 斎藤公男
• 通讯作者: 斎藤公男

乱流境界層流中におけるホルン型張力膜構造の風洞実験および応答解析-(その4)静的及び動的応答解析結果の比較-

喇叭式张拉膜结构在湍流边界层流中的风洞实验及响应分析-（第四部分）静动态响应分析结果对比-

• 发表时间: 2011
• 作者: 永井佑季; 岡田章; 神田亮; 宮里直也; 斎藤公男
• 通讯作者: 斎藤公男