突風時の気圧降下を考慮した屋根葺き材の耐風性能の解明

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本研究は，木造建物の屋根葺き材の突風による被害低減を目指す上で，突風時に屋根葺き材に作用する力および突風下での物体の飛散に着目し，突風時の気圧降下が屋根葺き材の耐風性能に及ぼす影響の解明および突風下での物体の飛散性状の解明を目的としている。2022年度は，2021年度に続き，突風時の急激な気圧降下によって建物に生じる気圧差力の特性に関するより詳細な検討を，数値流体計算を用いて実施した。風速急変時に生じる気圧降下を利用した既往の突風風洞実験を模擬した数値流体解析により，急激な気圧降下による内圧変動を再現するにあたっては，圧縮性流体として解析を実施する必要があること，数値流体計算により生じる防風箱内の静圧変動が正側に生じるか負側に生じるかは，圧力の基準点の位置により異なり，圧力降下を再現するには，風上側に基準点を取る必要がある。また，圧力基準点が防風箱から離れるほど圧力変化量は大きくなることなどを明らかにした。また，解析モデルをより簡略化し，気圧降下を直接境界条件として与える解析モデルを考案し，建物に複数の開口がある場合の内圧応答の評価方法を数値流体計算により検討した。複数の開口がある場合の内圧は，複数の開口からの流入を考慮して，既往の内圧評価式を拡張した式により評価できることを示した。また，複数個所に開口があり，それぞれに作用する外圧が異なる場合は，内圧変動が差圧力の向きにも影響する可能性があることを簡易化した解析モデルによる数値流体解析により明らかにした。