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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19KK0378/
• 关键词: 大スパン片持ち屋根; 局地的突風; 連成振動; 応答評価; 大スパン構造; 片持ち屋根

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。

In Japan, local gusts are 60% strong and occur with high accuracy on thunderstorm days. Large internal space, large structure, large scale, wind, large amplitude vibration The main reason for this is that there are many reports of house root damage due to sudden wind. This international joint study is aimed at establishing a method for predicting the maximum response of a structure considering the local gust. The structure of the building is composed of a large number of structures, the low-frequency components of the building are excellent, and the existing time-frequency analysis method is not accurate enough in the low-frequency domain. Non-linear and non-stationary high temperature film hold-off root wind response analysis, 2021 year proposal, successive linear change method, 2022 year, reverse, round base wind response analysis The proposed method is based on the time-frequency analysis method, and the natural vibration number component of the building is extracted. Special, proposal method, large diameter plate, non-linear unsteady wind response, large diameter plate, stiffness plate, vibration plate, quantitative tracking plate Open Foam is used to analyze the flow of air and water, and the generation method of air and water is used to analyze the flow of air and water in two dimensions and three dimensions. The analysis accuracy and the influence of beam calculation on the characteristics of turbulence and segmentation are discussed. In addition, future research on the preparation of analysis, implementation of the large number of data analysis and application of the test

项目成果

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

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
• 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

• 发表时间: 2023
• 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

• 发表时间: 2022
• 作者: 張景耀;青木孝義
• 通讯作者: 青木孝義