No.64「インフラ評価技術(5)」

No.64 構造性能センター 特集号
インフラ評価技術(5)~外装材の耐風性能を確認~
Dynamic Wind Pressure Test of Roofs, Walls and Others Installed on Structural Frames

なぜいまこれが?

近年、大型台風の襲来や竜巻発生が頻発しています。それにともない強風、暴風雨による外壁の剥離など建築物外装材の被害や屋外に設置する装置や設備に想定外の事故が発生しています。このような強風による被害を低減するため、雨や風に対する耐久性を評価する動風圧試験が重要になってきています。

これがポイント!

図1 動風圧試験装置の外観
図1 動風圧試験装置の外観

動風圧試験

動風圧試験とは、サッシ、ドア、外壁、屋根などの雨、風に対する水密性、気密性、耐風圧の性能を確認する試験です。水密性試験は、試験体に強弱のある脈動圧を加えながら散水し、その防水性を調べます。気密性試験は、試験体の片側より圧力を加えて空気の流れ量を測定し、その気密性を調べます。また耐風圧試験は、試験体全体に空気圧による等分布荷重を加え、風圧力に対する強度性能を評価します。

動風圧試験装置の外観を図1に、装置の仕様を表1に示します。

表1 動風圧試験装置の仕様
圧力箱寸法 2.5mW × 4mL × 0.6mD (材長方向は2m と1.7m でしきり可)
最大圧力 直列 ± 9.8kPa  並列 ± 4.9kPa
脈動圧力 平均圧力 ± 2.5kPa 振幅 ± 0.7kPa、周期2sec
散水量 2~8ℓ/m2・min

試験実施例

図2 折板屋根材の耐風圧試験
図2 折板屋根材の耐風圧試験

・折板屋根材の耐風圧試験

折板屋根材(4,200×2,600×0.6)を動風圧試験機の開口部にセットし、その後その周辺に気密保持治具を配置して気密性能を向上させています。耐風圧試験では、屋根材全体に空気圧による等分布荷重を加え、風圧力に対する強度特性を調べています。中央変位が材長Lの1/300(=10mm)に達するまで段階的に負圧(圧力箱内正圧)にて加圧しています。昇圧速度50Pa/秒とし、中央変位が10mmに到達後、除荷および変位計を取外し、破壊に至るまで段階的に負圧にて加圧しました。それにより耐風圧性能、残留変形、嵌合強度などを調査しています(図2)。

当センターではそのほか、太陽電池モジュールの耐風圧試験も実績がございます。また太陽電池モジュールに付帯する架台や基礎などの構成部材の強風被害にみる脆弱性の有無についての検討も行っています。それらの耐荷力試験や要素試験も実施可能です。お気軽にご相談ください。

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JFEテクノリサーチ株式会社 営業本部