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

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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。