風荷重の概要

表 3.4 解 析 ケ ー ス

風速の鉛直分布 径間条件 支持点 高低差

水平

角度 風速範囲 一様分布 若番側400m

老番側 300m~600m

0m 0° 10m/s~60m/s

上空逓増分布 (高度10mを基準)

若 番 側 老 番 側

耐張鉄塔 塔高60m 地上高

風 速

風速の鉛直分布

電 線 全 体 に 同 じ 風 速 値 を 設 定

(a)一 様 分 布 風 速 の 場 合 (電 技 設 計 )

風 速

耐張鉄塔 塔高60m

図 3.3 風 速 の 与 え 方

(b)上 空 逓 増 分 布 風 速 の 場 合 （JEC設 計 ）

若 番 側 老 番 側

風速の鉛直分布 地上高

風 速 分 布 の 基 準 高 度 10m

地 上 高 10mの 風 速 を 基 準 と し た 上 空 逓 増 （ 粗 度 区 分 Ⅱ ） に 基 づ い た 風 速 を 各 送 電 線 位 置 に 与 え る

3.3.2 吹上風の設定

吹 上 風 に は ， 第 2 章 2.4.2 節 と 同 様 の 手 順 で 設 定 し た ．

3.3.3 変動風速場の設定

送 電 線 不 平 均 張 力 に 及 ぼ す 風 速 変 動 の 影 響 を 検 討 す る た め に ， 変 動 風 速 場 を 以 下 の よ う に 設 定 し た ． 水 平 方 向 と 鉛 直 方 向 の 風 速 の 乱 れ の 強 さ の 傾 斜 地 で の 観 測 例 が ほ と ん ど 見 当 た ら な い こ と か ら ， こ こ で は と も に 乱 れ の 強 さ を 0.2 あ る い は 0.3 に 設 定 す る ． 水 平 方 向 風 速 の 乱 れ の ス ケ ー ル は 建 築 物 荷 重 指 針 ・ 同 解 説 2004⁴⁾に 準 じ て 高 度 60mで110mに 設 定 す る が ， こ れ ま で の 市 街 地 で の 観 測 例 ⁵⁾を 参 照 し て ， 鉛 直 方 向 風 速 の 乱 れ の ス ケ ー ル を 水 平 方 向 風 速 の 乱 れ の ス ケ ー ル の 1/3 に 設 定 し た ． な お 送 電 線 の 建 設 地 を 地 表 面 粗 度 区 分 Ⅱ に 想 定 し て い る が ，3.3.1 節 に 示 す よ う に ， 「 電 技 設 計 」 で は 風 速 の 鉛 直 分 布 を 一 定 と し て い る ．

変 動 風 速 の 時 刻 歴 波 形 を カ ル マ ン 型 乱 流 構 造 の 自 己 相 関 関 数 と 相 互 相 関 関 数 を 直 接 用 い た 多 次 元 自 己 回 帰 法（ 文 献 4 及 び 付 録 Ⅳ 参 照 ）で 生 成 し た ． 生 成 し た 水 平 方 向 と 鉛 直 方 向 の 風 速 の 時 刻 歴 波 形 の う ち 鉄 塔 No.2 の 頂 点 に 作 用 す る 波 形 例(Ux=40m/s， 吹 上 角 30°)を 図 3.5 に 示 す ． 生 成 し た 風 速 波 形 を 検 証 す る た め に ， 鉄 塔 No.2 頂 点 と ， そ こ か ら 水 平 に 10m 離 れ た 送 電 線 節 点 及 び 200m離 れ た 送 電 線 中 央 の 節 点 と の コ ・ コ ヒ ー レ ン ス の 例 を 風 速 の 水 平 方 向 成 分 と 鉛 直 方 向 成 分 の そ れ ぞ れ の 組 み 合 わ せ に つ い て 図 3.6 と 図 3.7 に 示 す ． 同 図 か ら ， 鉄 塔 No.2 か ら10mの 位 置 で 低 い 周 波 数 域 で は 強 い 相 関 を 示 す が ，200m離 れ た 若 番 側 中 央 点 と の コ ヒ ー レ ン ス で は 相 関 が ほ と ん ど 表 れ て い な い ． 風 速 変 動 の 地 上 高 60m で の 水 平 方 向 成 分 の 乱 れ の ス ケ ー ル を 約 110mに ， 鉛 直 方 向 成 分（ す な わ ち 吹 上 成 分 ）の 乱 れ の ス ケ ー ル を 水 平 方 向 の 1/3 に 設 定 と し て い る が ， 生 成 波 形 は そ れ ぞ れ の 乱 れ の ス ケ ー ル の 大 き さ の 違 い を 水 平 方 向 と 鉛 直 方 向 の 2 点 間 距 離 が 異 な る こ れ ら の コ ヒ ー レ ン ス に よ く 反 映 し て い る こ と が わ か る ．

0 0.5 1 1.5

図 3.7 変 動 風 速 鉛 直 成 分 の コ ・ コ ヒ ー レ ン ス 乱 れ の 強 さ ：0.2

コヒーレンス

周 波 数(Hz) 1

0.5

0

鉄 塔 頂 点 と 10m離 れ た 地 点 の コ ヒ ー レ ン ス 鉄 塔 頂 点 と 送 電 線 中 央 点 と の コ ヒ ー レ ン ス

(距 離 200m)

図 3.5 鉄 塔 頂 点 の 変 動 風 速 例 (Ux=40m/s， 吹 上 角 30°)

0 300 600

水平風

鉛直風

0 300 600

時 間(s)

風速(m/s)

0 10 20 30 40 50 60 70

図 3.6 変 動 風 速 水 平 方 向 成 分 の コ ・ コ ヒ ー レ ン ス 乱 れ の 強 さ ：0.2

コヒーレンス 鉄塔頂点-10m離れ

鉄塔頂点-送電線中央点

周 波 数(Hz)

0 0.5 1 1.5

1

0.5

0

鉄 塔 頂 点 と 10m離 れ た 地 点 の コ ヒ ー レ ン ス 鉄 塔 頂 点 と 送 電 線 中 央 点 と の コ ヒ ー レ ン ス

(距 離 200m)

3.3.4 風荷重の作用点と作用方向

図 3.8 に 風 荷 重 の 作 用 点 と 作 用 方 向 を 示 す ． 電 線 部 で は ， 電 線 の 各 分 割 点 に 水 平 方 向 成 分 と 鉛 直 方 向 成 分 で 構 成 し た 吹 上 風 荷 重 を 作 用 さ せ た ． な お 本 論 で は ， 電 線 部 の 吹 上 風 の 影 響 を よ り 抽 出 し や す い よ う に 鉄 塔 部 に は 風 荷 重 を 作 用 さ せ て い な い ．

3.3.5 吹上風の分布条件

以 下 の す べ て の ケ ー ス に お い て ， 電 線 に 作 用 す る 風 荷 重 の 水 平 方 向 成 分 を 両 径 間 に 作 用 さ せ て い る ． 吹 上 風 で 生 じ た 風 荷 重 の 鉛 直 方 向 成 分 を ， 両 径 間 に 同 時 に ， あ る い は 老 番 側 に 作 用 さ せ ず に 若 番 側 径 間 に の み ， さ ら に 若 番 側 に 作 用 さ せ ず に 老 番 側 径 間 に の み 作 用 さ せ る 以 下 の 3 ケ ー ス を 用 意 し ， そ れ ぞ れ の ケ ー ス の 解 析 結 果 を 比 較 検 証 す る ．

1) 吹 上 風 に よ る 風 荷 重 の 鉛 直 成 分 を 両 側 径 間 に 同 時 に 作 用 ． 2) 若 番 側 径 間 に の み 鉛 直 風 荷 重 を 作 用 ．

3) 老 番 側 径 間 に の み 鉛 直 風 荷 重 を 作 用 ．

質点

U

U

x z y

図 3.8 風 荷 重 の 作 用 点 と 作 用 方 向