報告書番号

U02030

タイトル（和文）

変動風速の2乗項に起因する風力を考慮した架渉線風荷重評価法の提案

タイトル（英文）

Development of Wind Load Evaluation Method for Power Line Cables Incorporating Quadratic Drag Force

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究では，架渉線風荷重を対象にこれまで無視されてきた変動風速の2乗項および幾何学的非線形性の影響について時刻歴応答解析により検討した．その結果，非線形性については実用上無視しうることを確認した．一方，変動風速の2乗項の影響は，乱れの強さが大きくなるにしたがい顕著に表れており，変動風速の2乗項を無視した場合，乱れの強さ0.2で10%程度過小評価することがわかった．この結果を踏まえ，線形振動を前提に応答の歪度と尖度およびピークファクタを定式化し，変動風速の2乗項を考慮できるガスト影響係数を新たに提案した．さらに，数値解析結果，風洞実験結果，実規模観測結果との比較により，提案式の有用性を確認した．本提案式は，すべて陽な形で定式化されているため実用的であり，かつ乱れの強さに制約を受けないため，精度のよい荷重評価が可能である．

概要 （英文）

The conventional wind load evaluation method for transmission lines excludes geometrical nonlinearity and quadratic drag force arising from square of fluctuating wind velocity component. In the present study, we examined the effect of quadratic drag force of wind fluctuation and geometrical nonlinearity on power line cables using nonlinear dynamic analysis in time domain. Consequently we showed that the effect of nonlinearity was considerably minor for practical purpose. On the other hand, we indicated that quadratic drag force evaluation in large turbulence intensity range was considerably important. For example, wind load was underestimated about 10% in turbulence intensity is equal to 0.2.On the basis of numerical results, we also developed a simplified and practical estimation expression for skewness, kurtosis, peak factor and gust loading factor considering quadratic drag force for power line cables. In such a manner, we assumed alignment process. Then, we demonstrated the validity of the proposed formula by comparing with numerical analysis, wind tunnel experiment and real scale observation results.In fact, the proposed gust loading factor seems to be a practical fashion, this can be readily used for wind resistant design. Furthermore since the proposed expressions incorporate with the effect of turbulence intensity, more accurate load estimation can be possible.

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