試験・研究建築物の外装材および付属物の風力特性と耐風性能評価に関する研究（学位論文要約） A Study of the Wind Force Characteristics and Evaluation Procedures of Wind Resistant Performance for Building Cladding and Appurtenances. (Summary of the Doctoral Dissertation) 高森　浩治*1 1．研究背景と研究目的根、住宅軒天井、ピロティ内部の壁と天井および屋根設置建築物の外装材設計用風荷重を算定するためのピーク型太陽電池モジュールに作用するピーク風力を測定し、寄風圧係数やピーク風力係数は建築基準法や建築物荷重指棟屋根では隅棟周辺、ピロティ内部では開口部の少し内側針などの基規準に示されているが、基本的な形状の建築でピーク風力が大きくなるなどの風力特性を明らかにし物にしか対応していないので、それらの例示は必ずしも十た。また、屋根設置形太陽電池モジュールについては、今分でない。また、台風等の強風時における変動風圧によるまで把握されていなかったピーク風力特性を明らかにし、繰返し風力の特性についても把握されていないことが多現在広く用いられている平均風力係数に基づく設計値く、外装材の疲労損傷に対する影響についても明らかでな（JIS C 8955）が過小であることを示した（図-1）。いことが多い。他方、現状における外装材の耐風設計では、ピーク風力に相当する荷重を静的に作用させて安全性を確認する静的設計手法が用いられているが、外装材の耐風性能評価を行う場合の載荷試験方法がJIS等の規格試験として示されていない場合が多い。また、変動風力による繰返し荷重の外装材の疲労損傷に及ぼす影響はほとんどの場合において検討されていない。これらの状況は建築物の付属物でも同様である。本研究の目的は、建築物の外装材および付属物に作用するピーク風力および繰返し風力の特性を明らかにし、設図-1　‌ピーク風力係数の全モジュール中の最大値および最小値の屋根勾配βによる変化と設計用ピーク風力係数の提案計用風荷重を算定するための資料を充実すること、ピーク第3章では、金属屋根葺材、屋根設置型太陽電池モジュ風力および繰返し風力に対する耐風性能評価の方法につールおよびバルコニー手摺を対象として、ピーク風力に対いて提案することである。する耐風性能評価のための静的載荷試験を行った。金属屋根葺材の試験では、圧力箱方式の耐風圧試験を実施 2．学位論文の概要学位論文は、前章で述べた研究目的をもとに検討した結果について、全6章にまとめた。し、破壊荷重からの許容耐力の設定方法および耐風性能評価の方法を提案した。屋根設置型太陽電池モジュールの試験では、太陽電池モジュールから屋根の構造部材ま第1章では、建築物の外装材および付属物の耐風設計のでのすべての部材を再現した試験体を用いた耐風圧試験現状と本研究の位置付けおよび研究目的について述べを実施し、複雑な荷重伝達経路内において、屋根葺材固た。定部での破損が先行することを示すことによって、耐風性第2章では、縮小模型を用いた風洞実験により、寄棟屋能評価における荷重伝達経路の評価の重要性について述 *1　TAKAMORI Koji：試験研究センター　環境部　耐風試験室　室長代理　博士（工学） 32 GBRC Vol.40 No.4 2015.10 べた。バルコニー手摺の試験では、手摺支柱を対象に静的把握、静的および繰返し載荷試験方法の開発の必要性に載荷試験を実施し、風荷重を想定した載荷方法の提案とついて述べ、今後の課題とした。その試験方法の妥当性を検証した（図-2）。 3．おわりに本研究は、当法人の自主研究、受託試験、外部委員会等で実施した過去の研究成果を取りまとめたものであり、研究にご協力いただいた関係各位に深く感謝申し上げます。また、本研究全体の取り纏めにあたりご指導いただいた大阪市立大学の谷池義人教授、谷口徹郎准教授、研究の当初よりご指導いただいた京都大学防災研究所の西村宏昭博士、大学院への進学を許可していただいた当法人図-2　‌風荷重を想定した載荷方法による載荷試験結果と等分布載荷試験結果の比較（試験方法の妥当性の確認）第4章では、モデル台風と風洞実験結果をもとに作成しの役員各位に心より感謝いたします。【主な公表論文】た台風の通過に伴う建築物の屋根面および壁面に作用す 1）高森浩治，浅見理英，西村宏昭，染川大輔，相原知子，低る変動風圧の時系列を用いて、機械固定式シート防水システムおよびバルコニー手摺支柱のアルミ材の疲労損傷曲層建築物の寄棟屋根に作用する風圧性状　－正方形平面の場合－，第20回風工学シンポジウム論文集，pp.409-414， 2008.12 線に基づいて累積疲労損傷度の試算を行い、疲労損傷に 2）高森浩治，中川尚大，山本学，奥田泰雄，谷口徹郎，中村寄与する繰返し風力の特性を明らかにした。その結果、台風通過によって外装材に作用する変動風圧は小振幅の変動が大半を占めるが、外装材の疲労損傷への寄与は極めて小さく、数少ない大振幅の変動が疲労損傷に大きく寄与することを示した（図-3，図-4）。修，低層住宅に設置される太陽電池モジュールの設計用風力係数に関する検討，日本建築学会技術報告集，第47号， pp.67-70，2015.2.20 3）高森浩治，西村宏昭，谷口徹郎，谷池義人，外装材の疲労評価のための変動風圧時系列の生成，第21回風工学シンポジウム論文集，pp.417-422，2010.12 第5章では、機械固定式シート防水システム、金属屋根 4）K oji Takamori, Hiroki Nishimura, Tetsuro Taniguchi, 葺材および手摺支柱を対象に変動風力を想定した繰返しの台風が通過することにより外装材が疲労損傷する可能 Yoshihito Taniike, Pressure Time Series for the Fatigue Assessment on a Roofing System, 13th International Conference on Wind Engineering, ISBN: 978-1-907132-33-9 USB-MEMORY，2011.6 性があることを示した（写真-1）。また、これらの載荷試 5）高森浩治，谷口徹郎，谷池義人，台風通過に伴う建築物壁験結果より、繰返し風力に対する累積疲労損傷を考慮した面に作用する変動風圧特性と壁外装材の疲労損傷評価，第 22回風工学シンポジウム論文集，pp.197-202，2012.12 載荷試験を実施した結果を示し、設計風速に達するひとつ耐風性能評価方法の確立の必要性についても述べた。第6章では本研究の結論をまとめた。また、外装材や付属物の設計用風力係数の充実、外装材の変動風圧特性の図-3　‌風圧時系列データにおける風圧変動の振幅および平均値別の発生頻度図-4　‌風圧時系列データにおける風圧変動の振幅および平均値別の累積疲労損傷度寄与率引上げ載荷写真-1　‌変動風圧による繰返し風力を再現した載荷試験によって疲労損傷したシート防水システム（天地を逆にした状態での繰返し載荷） 33