変動風力を受ける超高層制振建物の弾塑性風応答予測その1 風洞実験気流特性および風力特性に関する検討

摘要

地震時における超高層建物の構造体の損傷制御や応答制御を目的として，建物にダンパーを付加する制振構造は既に多く採用されている。履歴減衰型のダンパーの場合，制振効果を高めるためには，できるだけ小さな荷重レベルから早期にダンパーを塑性化させることで，エネルギー吸収を積極的に行うことが有効である。一方で，超高層制振建物を対象とした場合，風外力が建物の高層化に伴い構造設計において支配的な荷重となる恐れがあるものの，現状の耐風設計では想定される最大級の強風に対して，主要な構造体を弾性応答で留めるように設計が行われている。これは，風外力の継続時間が数時間に及ぶため，部材などに疲労損傷の恐れがあること，塑性化により建築物の固有周期が増加すると，固有周期に対応する風外力のパワースペクトル密度が増し，風荷重が増大する恐れがあること，風の作用する建築物の弾塑性挙動についてほとhど情報がないということなどの理由によるものである。しかし，地震に対する制振効果を得るために，超高層建物に低い荷重レベルで塑性化させる履歴型ダンパー（以下，ダンパー）を採用すると，風外力に対しても塑性化することが考えられる。このことより，耐震設計と同様に耐風設計においても，弾塑性応答を評価することは必要不可欠である。