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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024027579
(43)【公開日】2024-03-01
(54)【発明の名称】上屋
(51)【国際特許分類】
B61B 1/00 20060101AFI20240222BHJP
E04B 1/343 20060101ALI20240222BHJP
E04H 1/12 20060101ALI20240222BHJP
E01F 1/00 20060101ALI20240222BHJP
【ＦＩ】
B61B1/00
E04B1/343 A
E04H1/12 A
E01F1/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022130475
(22)【出願日】2022-08-18
(71)【出願人】
【識別番号】000173784
【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100104064
【弁理士】
【氏名又は名称】大熊 岳人
(72)【発明者】
【氏名】石川 大輔
(72)【発明者】
【氏名】清水 克将
【テーマコード（参考）】
2D101
【Ｆターム（参考）】
2D101CA17
(57)【要約】
【課題】プラットホーム上に設けられた上屋において、屋根の風荷重を容易に低減することができる上屋を提供する。
【解決手段】上屋１０は、プラットホーム１２の長さ方向で対向配置された側面部１３及び第２側面部と、側面部１３の軌道１１側と反対側の縁部１３ａと、第２側面部の軌道１１側と反対側の縁部と、の間に配置された背面部１５と、側面部１３、第２側面部及び背面部１５で囲まれた空間を覆う屋根１６と、を有する。屋根１６の上面１６ａは、上面１６ａのうち軌道１１側の縁部１６ｂの高さが、上面１６ａのうち軌道１１側と反対側の縁部１６ｃの高さよりも低くなるように、水平面に対して傾斜している。
【選択図】図１
【解決手段】上屋１０は、プラットホーム１２の長さ方向で対向配置された側面部１３及び第２側面部と、側面部１３の軌道１１側と反対側の縁部１３ａと、第２側面部の軌道１１側と反対側の縁部と、の間に配置された背面部１５と、側面部１３、第２側面部及び背面部１５で囲まれた空間を覆う屋根１６と、を有する。屋根１６の上面１６ａは、上面１６ａのうち軌道１１側の縁部１６ｂの高さが、上面１６ａのうち軌道１１側と反対側の縁部１６ｃの高さよりも低くなるように、水平面に対して傾斜している。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軌道に沿って延在するプラットホーム上に設けられた上屋において、
前記プラットホームの長さ方向で対向配置された第１側面部及び第２側面部と、
前記第１側面部のうち前記プラットホームの幅方向における前記軌道側と反対側の第１縁部と、前記第２側面部のうち前記幅方向における前記軌道側と反対側の第２縁部と、の間に配置された背面部と、
前記第１側面部、前記第２側面部及び前記背面部に囲まれた空間を覆う屋根と、
を有し、
前記屋根の第１上面は、前記第１上面のうち前記幅方向における前記軌道側の第３縁部の第１高さが、前記第１上面のうち前記幅方向における前記軌道側と反対側の第４縁部の第２高さよりも低くなるように、水平面に対して傾斜している、上屋。
前記プラットホームの長さ方向で対向配置された第１側面部及び第２側面部と、
前記第１側面部のうち前記プラットホームの幅方向における前記軌道側と反対側の第１縁部と、前記第２側面部のうち前記幅方向における前記軌道側と反対側の第２縁部と、の間に配置された背面部と、
前記第１側面部、前記第２側面部及び前記背面部に囲まれた空間を覆う屋根と、
を有し、
前記屋根の第１上面は、前記第１上面のうち前記幅方向における前記軌道側の第３縁部の第１高さが、前記第１上面のうち前記幅方向における前記軌道側と反対側の第４縁部の第２高さよりも低くなるように、水平面に対して傾斜している、上屋。
【請求項2】
請求項１に記載の上屋において、
前記第１上面が前記水平面に対して傾斜している傾斜角度をβとし、前記第１高さが前記第２高さよりも低くなるときの前記傾斜角度の符号を負としたとき、前記傾斜角度は、下記数式（１）を満たす、上屋。
－０．５≦ｔａｎβ≦－０．２５・・・（１）
前記第１上面が前記水平面に対して傾斜している傾斜角度をβとし、前記第１高さが前記第２高さよりも低くなるときの前記傾斜角度の符号を負としたとき、前記傾斜角度は、下記数式（１）を満たす、上屋。
－０．５≦ｔａｎβ≦－０．２５・・・（１）
【請求項3】
請求項１に記載の上屋において、
前記第１上面が前記水平面に対して傾斜している傾斜角度をβとし、前記第１高さが前記第２高さよりも低くなるときの前記傾斜角度の符号を負としたとき、前記傾斜角度は、下記数式（２）を満たす、上屋。
－０．４≦ｔａｎβ≦－０．３・・・（２）
前記第１上面が前記水平面に対して傾斜している傾斜角度をβとし、前記第１高さが前記第２高さよりも低くなるときの前記傾斜角度の符号を負としたとき、前記傾斜角度は、下記数式（２）を満たす、上屋。
－０．４≦ｔａｎβ≦－０．３・・・（２）
【請求項4】
請求項１に記載の上屋において、
前記背面部は、前記長さ方向にそれぞれ延在し、且つ、上下方向に間隔を空けて配列された複数の第１板部材を含み、
前記複数の第１板部材の各々は、前記第１板部材のうち前記幅方向における前記軌道側の第５縁部の第３高さが、前記第１板部材のうち前記幅方向における前記軌道側と反対側の第６縁部の第４高さよりも高くなるように、前記水平面に対して傾斜している、上屋。
前記背面部は、前記長さ方向にそれぞれ延在し、且つ、上下方向に間隔を空けて配列された複数の第１板部材を含み、
前記複数の第１板部材の各々は、前記第１板部材のうち前記幅方向における前記軌道側の第５縁部の第３高さが、前記第１板部材のうち前記幅方向における前記軌道側と反対側の第６縁部の第４高さよりも高くなるように、前記水平面に対して傾斜している、上屋。
【請求項5】
請求項４に記載の上屋において、
前記複数の第１板部材のうち前記上下方向で隣り合う２つの第１板部材を下から上に向かって順に第２板部材、第３板部材としたとき、前記第２板部材の第２上面のうち前記幅方向における前記軌道側の第７縁部の第５高さは、前記第３板部材の第１下面のうち前記幅方向における前記軌道側と反対側の第８縁部の第６高さ以上である、上屋。
前記複数の第１板部材のうち前記上下方向で隣り合う２つの第１板部材を下から上に向かって順に第２板部材、第３板部材としたとき、前記第２板部材の第２上面のうち前記幅方向における前記軌道側の第７縁部の第５高さは、前記第３板部材の第１下面のうち前記幅方向における前記軌道側と反対側の第８縁部の第６高さ以上である、上屋。
【請求項6】
請求項１に記載の上屋において、
前記第１側面部は、前記幅方向にそれぞれ延在し、且つ、上下方向に間隔を空けて配列された複数の第４板部材を含み、
前記複数の第４板部材の各々は、前記第４板部材のうち前記長さ方向における前記第２側面部側の第９縁部の第７高さが、前記第４板部材のうち前記長さ方向における前記第２側面部側と反対側の第１０縁部の第８高さよりも高くなるように、前記水平面に対して傾斜している、上屋。
前記第１側面部は、前記幅方向にそれぞれ延在し、且つ、上下方向に間隔を空けて配列された複数の第４板部材を含み、
前記複数の第４板部材の各々は、前記第４板部材のうち前記長さ方向における前記第２側面部側の第９縁部の第７高さが、前記第４板部材のうち前記長さ方向における前記第２側面部側と反対側の第１０縁部の第８高さよりも高くなるように、前記水平面に対して傾斜している、上屋。
【請求項7】
請求項６に記載の上屋において、
前記複数の第４板部材のうち前記上下方向で隣り合う２つの第４板部材を下から上に向かって順に第５板部材、第６板部材としたとき、前記第５板部材の第３上面のうち前記長さ方向における前記第２側面部側の第１１縁部の第９高さは、前記第６板部材の第２下面のうち前記長さ方向における前記第２側面部側と反対側の第１２縁部の第１０高さ以上である、上屋。
前記複数の第４板部材のうち前記上下方向で隣り合う２つの第４板部材を下から上に向かって順に第５板部材、第６板部材としたとき、前記第５板部材の第３上面のうち前記長さ方向における前記第２側面部側の第１１縁部の第９高さは、前記第６板部材の第２下面のうち前記長さ方向における前記第２側面部側と反対側の第１２縁部の第１０高さ以上である、上屋。
【請求項8】
請求項１に記載の上屋において、
前記背面部は、前記幅方向と交差する第１面と、前記第１面の反対面である第２面と、を有する第７板部材を含み、
前記第７板部材と前記屋根との間が開口されている、上屋。
前記背面部は、前記幅方向と交差する第１面と、前記第１面の反対面である第２面と、を有する第７板部材を含み、
前記第７板部材と前記屋根との間が開口されている、上屋。
【請求項9】
請求項１に記載の上屋において、
前記屋根が前記幅方向において前記軌道側から前記屋根に向かう風を受け、受けた前記風による気流が前記第３縁部の上方を流れ、前記第３縁部の上方を流れた前記気流が前記第１上面に吹き付けられるとき、
前記屋根は、前記第１高さが前記第２高さよりも低くなるように前記第１上面が前記水平面に対して傾斜していることにより、前記第１上面が前記水平面に対して傾斜していない場合及び前記第１高さが前記第２高さよりも高くなるように前記第１上面が前記水平面に対して傾斜している場合に比べ、前記第１上面のうち前記気流が吹き付けられる第１領域を前記第３縁部に近づける、上屋。
前記屋根が前記幅方向において前記軌道側から前記屋根に向かう風を受け、受けた前記風による気流が前記第３縁部の上方を流れ、前記第３縁部の上方を流れた前記気流が前記第１上面に吹き付けられるとき、
前記屋根は、前記第１高さが前記第２高さよりも低くなるように前記第１上面が前記水平面に対して傾斜していることにより、前記第１上面が前記水平面に対して傾斜していない場合及び前記第１高さが前記第２高さよりも高くなるように前記第１上面が前記水平面に対して傾斜している場合に比べ、前記第１上面のうち前記気流が吹き付けられる第１領域を前記第３縁部に近づける、上屋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プラットホーム上に設けられる上屋に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、プラットホーム上で利用される独立上屋（上屋）は、利用客数の少ない駅で、機能の縮小及び小型化が進められている。小型化されたプラットホーム上の独立上屋は、防雨性や駅周辺からのプライバシーの観点から、軌道側以外の３面に壁を設ける場合が多い。このような独立上屋は、一般建築物及び従来のプラットホーム上の独立上屋と形態が異なる。形態の相違は独立上屋に作用する風荷重に影響を与える。
【0003】
特開２００７－１８６８６７号公報（特許文献１）には、上屋構造において、上屋に設けたシートを通常時に側壁シートとするとともに、強風時に屋根面に引き上げることで側壁部分の風荷重の軽減を可能とする技術が開示されている。
【0004】
特開２００８－２５１４０号公報（特許文献２）には、全体を覆う屋根板に開閉部を部分的に配設したカーポート等の屋根に於いて、開閉部が、固定屋根部と可動屋根部からなり、固定屋根部は、屋根板に開口部を設け、この開口部の周辺部が母屋等に固定されており、可動屋根部を固定屋根部に開閉自在に枢着し、可動屋根部の開き角度を一定角度以下に規制する技術が開示されている。
【0005】
特開平６－２４０８９８号公報（特許文献３）には、カーポートまたはサイクルポートにおいて、一部または全部を、開閉自在の構造にした屋根を配設した技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２００７－１８６８６７号公報
【特許文献2】特開２００８－２５１４０号公報
【特許文献3】特開平６－２４０８９８号公報
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】「建築物荷重指針・同解説」、日本建築学会、２０１５年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
前述したように、小型化されたプラットホーム上の独立上屋では、軌道側以外の３面に壁を設ける必要がある。この壁によって、風を受ける面積が上昇するとともに、独立上屋内部の圧力が高まることで、独立上屋に作用する風荷重が上昇する、という問題があった。また、独立上屋はプラットホーム上に設置されることから、プラットホームによる風の吹上げにより屋根に作用する風荷重が上昇する、という問題も生じていた。即ち、従来の上屋では、その形態によって上屋の周辺の空気の流れが不安定であり、屋根の風荷重を容易に低減することができなかった。
【0009】
本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、プラットホーム上に設けられた上屋において、上屋の周辺の空気の流れの不安定性を解消し、屋根の風荷重を容易に低減することができる上屋を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【0011】
本発明の一態様としての上屋は、軌道に沿って延在するプラットホーム上に設けられた上屋である。当該上屋は、プラットホームの長さ方向で対向配置された第１側面部及び第２側面部と、第１側面部のうちプラットホームの幅方向における軌道側と反対側の第１縁部と、第２側面部のうち幅方向における軌道側と反対側の第２縁部と、の間に配置された背面部と、第１側面部、第２側面部及び背面部に囲まれた空間を覆う屋根と、を有する。屋根の第１上面は、第１上面のうち幅方向における軌道側の第３縁部の第１高さが、第１上面のうち幅方向における軌道側と反対側の第４縁部の第２高さよりも低くなるように、水平面に対して傾斜している。
【0012】
また、他の一態様として、第１上面が水平面に対して傾斜している傾斜角度をβとし、第１高さが第２高さよりも低くなるときの傾斜角度の符号を負としたとき、傾斜角度は、下記数式（１）を満たしてもよい。
－０．５≦ｔａｎβ≦－０．２５・・・（１）
－０．５≦ｔａｎβ≦－０．２５・・・（１）
【0013】
また、他の一態様として、第１上面が水平面に対して傾斜している傾斜角度をβとし、第１高さが第２高さよりも低くなるときの傾斜角度の符号を負としたとき、傾斜角度は、下記数式（２）を満たしてもよい。
－０．４≦ｔａｎβ≦－０．３・・・（２）
－０．４≦ｔａｎβ≦－０．３・・・（２）
【0014】
また、他の一態様として、背面部は、長さ方向にそれぞれ延在し、且つ、上下方向に間隔を空けて配列された複数の第１板部材を含んでもよい。複数の第１板部材の各々は、第１板部材のうち幅方向における軌道側の第５縁部の第３高さが、第１板部材のうち幅方向における軌道側と反対側の第６縁部の第４高さよりも高くなるように、水平面に対して傾斜していてもよい。
【0015】
また、他の一態様として、複数の第１板部材のうち上下方向で隣り合う２つの第１板部材を下から上に向かって順に第２板部材、第３板部材としたとき、第２板部材の第２上面のうち幅方向における軌道側の第７縁部の第５高さは、第３板部材の第１下面のうち幅方向における軌道側と反対側の第８縁部の第６高さ以上であってもよい。
【0016】
また、他の一態様として、第１側面部は、幅方向にそれぞれ延在し、且つ、上下方向に間隔を空けて配列された複数の第４板部材を含んでもよい。複数の第４板部材の各々は、第４板部材のうち長さ方向における第２側面部側の第９縁部の第７高さが、第４板部材のうち長さ方向における第２側面部側と反対側の第１０縁部の第８高さよりも高くなるように、水平面に対して傾斜していてもよい。
【0017】
また、他の一態様として、複数の第４板部材のうち上下方向で隣り合う２つの第４板部材を下から上に向かって順に第５板部材、第６板部材としたとき、第５板部材の第３上面のうち長さ方向における第２側面部側の第１１縁部の第９高さは、第６板部材の第２下面のうち長さ方向における第２側面部側と反対側の第１２縁部の第１０高さ以上であってもよい。
【0018】
また、他の一態様として、背面部は、幅方向と交差する第１面と、第１面の反対面である第２面と、を有する第７板部材を含み、第７板部材と屋根との間が開口されていてもよい。
【0019】
また、他の一態様として、屋根が幅方向において軌道側から屋根に向かう風を受け、受けた風による気流が第３縁部の上方を流れ、第３縁部の上方を流れた気流が第１上面に吹き付けられるとき、屋根は、第１高さが第２高さよりも低くなるように第１上面が水平面に対して傾斜していることにより、第１上面が水平面に対して傾斜していない場合及び第１高さが第２高さよりも高くなるように第１上面が水平面に対して傾斜している場合に比べ、第１上面のうち気流が吹き付けられる第１領域を第３縁部に近づけてもよい。
【発明の効果】
【0020】
本発明の一態様を適用することで、プラットホーム上に設けられた上屋において、上屋の周辺の空気の流れの不安定性を解消し、屋根の風荷重を容易に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】実施の形態の上屋を示す斜視図である。
【図2】実施の形態の上屋を示す断面図である。
【図3】実施の形態の上屋を示す断面図である。
【図4】比較例１の上屋を示す斜視図である。
【図5】比較例１の上屋を示す断面図である。
【図6】風洞試験及び流体解析の対象構造物を説明するための斜視図である。
【図7】風向角の定義を説明するための平面図である。
【図8】屋根に設けられた圧力測定孔の位置を示す図である。
【図9】風洞試験により得られた風向角と平均風力係数との関係を示すグラフである。
【図10】構造格子の例を示す図である。
【図11】実施の形態の上屋の第１変形例を示す斜視図である。
【図12】実施の形態の上屋の第１変形例を示す断面図である。
【図13】実施の形態の上屋の第２変形例を示す斜視図である。
【図14】実施の形態の上屋の第２変形例を示す断面図である。
【図15】実施の形態の上屋を示す断面図である。
【図16】シリーズＩの流体解析により得られた風向角と平均風力係数との関係を示すグラフである。
【図17】シリーズＩＩの流体解析により得られた風向角と平均風力係数との関係を示すグラフである。
【図18】上屋周辺の風の流れの流体解析による解析結果を比較例１と実施の形態との間で比較して示す図である。
【図19】背面壁及び側面壁に作用する風荷重を比較例１と実施の形態との間で比較して示すグラフである。
【図20】Ｃａｓｅ１乃至Ｃａｓｅ６の各々の屋根勾配の場合に流体解析により得られた風向角と係数Ｃｆ及びＣｆ´との関係を示すグラフである。
【図21】Ｃａｓｅ１乃至Ｃａｓｅ６の各々における屋根勾配βと係数Ｃｆ及びＣｆ´の絶対値の最大値である｜Ｃｆ｜ｍａｘ及び｜Ｃｆ´｜ｍａｘとの関係を示すグラフである。
【図22】Ｃａｓｅ１乃至Ｃａｓｅ６の各々における｜Ｃｆ｜ｍａｘ及び｜Ｃｆ´｜ｍａｘを屋根勾配βがｔａｎβ＝－３／１０を満たす場合の結果で除して規格化したＲ｜Ｃｆ｜ｍａｘ及びＲ｜Ｃｆ´｜ｍａｘと、屋根勾配βとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0023】
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実施の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
【0024】
また本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【0025】
更に、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見やすくするためにハッチング（網掛け）を省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見やすくするためにハッチングを付す場合もある。
【0026】
なお、以下の実施の形態においてＡ～Ｂとして範囲を示す場合には、特に明示した場合を除き、Ａ以上Ｂ以下を示すものとする。
【0027】
（実施の形態）
＜実施の形態の上屋＞
本発明の一実施形態である実施の形態の上屋について、説明する。なお、本願明細書において、上屋とは、柱に屋根をつけ、雨露を防ぐだけの簡単な建物を意味し、上家とも称される。また、本願明細書において、上家には、プラットホーム上に設置され、乗降客が雨雪に濡れることを防ぐための建造物、即ち、旅客がプラットホーム上で鉄道車両が停車するのを待つための構造物である、旅客上家も含まれる。
＜実施の形態の上屋＞
本発明の一実施形態である実施の形態の上屋について、説明する。なお、本願明細書において、上屋とは、柱に屋根をつけ、雨露を防ぐだけの簡単な建物を意味し、上家とも称される。また、本願明細書において、上家には、プラットホーム上に設置され、乗降客が雨雪に濡れることを防ぐための建造物、即ち、旅客がプラットホーム上で鉄道車両が停車するのを待つための構造物である、旅客上家も含まれる。
【0028】
図１は、実施の形態の上屋を示す斜視図である。図２及び図３は、実施の形態の上屋を示す断面図である。図２は、実施の形態の上屋が設けられているプラットホームの長さ方向に垂直な断面を示している。図３は、実施の形態の上屋が設けられているプラットホームの幅方向に垂直な断面を示している。
【0029】
図１乃至図３に示すように、本実施の形態の上屋１０は、軌道１１に沿って延在するプラットホーム１２上に設けられた上屋である。また、本実施の形態の上屋１０は、駅のプラットホーム上に設置され、待合所として用いられる上屋である。本実施の形態の上屋１０は、側面部（以下「側面壁」とも称する）１３及び側面部（以下「側面壁」とも称する）１４と、背面部（以下「背面壁」とも称する）１５と、屋根１６と、を有する。側面部１３及び側面部１４は、プラットホーム１２の長さ方向（図１のＺ軸方向）で互いに対向配置されている。背面部１５は、側面部１３のうち、プラットホーム１２の幅方向（図１のＸ軸方向）における軌道１１側と反対側の縁部（側端部）１３ａと、側面部１４のうち、プラットホーム１２の幅方向における軌道１１側と反対側の縁部（側端部）１４ａと、の間に配置され、且つ、縁部１３ａと縁部１４ａとを接続する。屋根１６は、側面部１３、側面部１４及び背面部１５に囲まれた空間を覆う。側面部１３のうち、プラットホーム１２の幅方向における軌道１１側の縁部（側端部）１３ｂと、側面部１４のうち、プラットホーム１２の幅方向における軌道１１側の縁部（側端部）１４ｂと、の間は開口されている。
【0030】
本実施の形態では、屋根１６の上面１６ａは、上面１６ａのうち、プラットホーム１２の幅方向における軌道１１側の縁部（側端部）１６ｂの高さＨＴ１が、上面１６ａのうち、プラットホーム１２の幅方向における軌道１１側と反対側の縁部（側端部）１６ｃの高さＨＴ２よりも低くなるように、水平面に対して傾斜している。
【0031】
なお、本実施の形態の上屋１０は、平面視における屋根１６の四隅の各々をそれぞれ支持する４つの柱１７である柱１７ａ、柱１７ｂ、柱１７ｃ及び柱１７ｄを有する。また、側面部１３は、柱１７ａと柱１７ｂとの間に配置され、側面部１４は、柱１７ｃと柱１７ｄとの間に配置され、背面部１５は、柱１７ｂと柱１７ｃとの間に配置されている。
【0032】
＜実施の形態の上屋における技術的思想＞
［比較例１の上屋］
次に、本実施の形態の上屋における技術的思想について、従来の上屋である比較例１の上屋と比較しながら説明する。図４は、比較例１の上屋を示す斜視図である。図５は、比較例１の上屋を示す断面図である。図５は、比較例１の上屋が設けられているプラットホームの長さ方向に垂直な断面を示している。
［比較例１の上屋］
次に、本実施の形態の上屋における技術的思想について、従来の上屋である比較例１の上屋と比較しながら説明する。図４は、比較例１の上屋を示す斜視図である。図５は、比較例１の上屋を示す断面図である。図５は、比較例１の上屋が設けられているプラットホームの長さ方向に垂直な断面を示している。
【0033】
図４及び図５に示すように、比較例１の上屋１１０も、本実施の形態の上屋１０と同様に、軌道１１１に沿って延在するプラットホーム１１２上に設けられた上屋である。比較例１の上屋１１０は、側面部１１３及び側面部１１４と、背面部１１５と、屋根１１６と、を有する。側面部１１３及び側面部１１４は、プラットホーム１１２の長さ方向（図４のＺ軸方向）で互いに対向配置されている。背面部１１５は、側面部１１３のうち、プラットホーム１１２の幅方向（図４のＸ軸方向）における軌道１１１側と反対側の縁部１１３ａと、側面部１１４のうち、プラットホーム１１２の幅方向における軌道１１１側と反対側の縁部１１４ａと、の間に配置され、且つ、縁部１１３ａと縁部１１４ａとを接続する。屋根１１６は、側面部１１３、側面部１１４及び背面部１１５に囲まれた空間を覆う。側面部１１３のうち、プラットホーム１１２の幅方向における軌道１１１側の縁部１１３ｂと、側面部１１４のうち、プラットホーム１１２の幅方向における軌道１１１側の縁部１１４ｂと、の間は開口されている。
【0034】
但し、比較例１では、実施の形態と異なり、屋根１１６の上面１１６ａは、上面１１６ａの、プラットホーム１１２の幅方向における軌道１１１側の縁部１１６ｂの高さＨＴ１０１が、上面１１６ａの、プラットホーム１１２の幅方向における軌道１１１側と反対側の縁部１１６ｃの高さＨＴ１０２よりも高くなるように、水平面に対して傾斜している。
【0035】
なお、比較例１の上屋１１０は、平面視における屋根１１６の四隅の各々をそれぞれ支持する４つの柱１１７である柱１１７ａ、柱１１７ｂ、柱１１７ｃ及び柱１１７ｄを有する。また、側面部１１３は、柱１１７ａと柱１１７ｂとの間に配置され、側面部１１４は、柱１１７ｃと柱１１７ｄとの間に配置され、背面部１１５は、柱１１７ｂと柱１１７ｃとの間に配置されている。
【0036】
［従来の上屋の問題点］
上記した比較例１の上屋を含め、従来の上屋においては、以下のような問題があった。
上記した比較例１の上屋を含め、従来の上屋においては、以下のような問題があった。
【0037】
小型化されたプラットホーム上の独立上屋（上屋）では、前述したように、軌道側以外の３面に壁を設ける必要がある。この壁によって、風を受ける面積が上昇するとともに、独立上屋内部の圧力が高まることで、独立上屋に作用する風荷重が上昇する、という問題があった。また、独立上屋はプラットホーム上に設置されることから、プラットホームによる風の吹上により屋根に作用する風荷重が上昇する、という問題も生じていた。即ち、比較例１の上屋の構造を有する従来の上屋では、その形態によって上屋の周辺の空気の流れが不安定であり、屋根の風荷重を容易に低減することができなかった。
【0038】
上記特許文献１に記載された技術では、上屋に設けたシートを強風時に屋根面に引き上げることで側壁部分の風荷重を軽減する。しかしながら、上記特許文献１に記載された技術については、プラットホーム上の独立上屋のように、軌道側が全面開口となるような独立上屋に対しては、適用されにくい。また、上記特許文献１では、屋根部の風荷重の低減については示されていない。また、上記特許文献２及び上記特許文献３に記載された開閉式の屋根の場合、強風時に適切に動作させるために定期的な性能確認が必須であるが、そのような方法は確立しておらず、独立上屋設計時に屋根開放による風荷重低減を反映させることは難しい。
【0039】
そこで本発明者らは、比較例１の上屋の構造を基準として、プラットホーム上に設けられた小型の独立上屋の屋根に作用する風荷重と屋根勾配及び風向角との関係を検討するために、風洞試験及び流体解析を行った。
【0040】
［風洞試験及び流体解析の対象構造物］
風洞試験及び流体解析において対象とする構造物（対象構造物）を、図６に示す。図６は、風洞試験及び流体解析の対象構造物を説明するための斜視図である。図６では、実施の形態の上屋１０又は比較例１の上屋１１０において、後述する図１３を用いて説明する実施の形態の第２変形例の上屋１０と同様に、背面壁（背面部１５又は背面部１１５）のみ上部に縦幅１ｍで開口１５ａ又は開口１１５ａを持つ場合を例示している。また、図６に示す各寸法は、実際の鉄道設備における代表的な寸法である。一方、風洞試験及び流体解析では、縮尺率が１／４０であるモデルを用いて検討した。なお、図６では、「上屋」に代えて「上家」と表記している。
風洞試験及び流体解析において対象とする構造物（対象構造物）を、図６に示す。図６は、風洞試験及び流体解析の対象構造物を説明するための斜視図である。図６では、実施の形態の上屋１０又は比較例１の上屋１１０において、後述する図１３を用いて説明する実施の形態の第２変形例の上屋１０と同様に、背面壁（背面部１５又は背面部１１５）のみ上部に縦幅１ｍで開口１５ａ又は開口１１５ａを持つ場合を例示している。また、図６に示す各寸法は、実際の鉄道設備における代表的な寸法である。一方、風洞試験及び流体解析では、縮尺率が１／４０であるモデルを用いて検討した。なお、図６では、「上屋」に代えて「上家」と表記している。
【0041】
図７は、風向角の定義を説明するための平面図である。本実施の形態においては、図７に示すように、水平面内において、プラットホーム１２の長さ方向における側面部１３よりも側面部１４側と反対側から側面部１３に向かう方向に対する、上屋１０が受ける風の角度を風向角θとした（比較例１においても同様）。また、図７に示すように、風がプラットホーム１２の幅方向において上屋１０よりも軌道側から上屋１０に向かうときの風向角θがθ＝９０ｄｅｇを満たし、風がプラットホーム１２の幅方向において上屋１０よりも軌道側と反対側から上屋１０に向かうときの風向角θがθ＝－９０ｄｅｇを満たすものとした（比較例１においても同様）。このようにしたとき、風向角θが－９０≦θ≦９０を満たす範囲について、風洞試験及び流体解析を行った。また、風洞試験及び流体解析を実際に行った風向角の間隔は、風洞試験と流体解析で異なるものとした。
【0042】
［風荷重の評価方法］
風荷重は、下記数式（３）で表される平均風力係数Ｃｆを用いて評価した。
風荷重は、下記数式（３）で表される平均風力係数Ｃｆを用いて評価した。
【0043】
【数1】
【0044】
ここで、右辺の分子の第２項は、屋根の上面に作用する風圧力の時間的面的平均値と呼ばれる指標であり、右辺の分子の第１項は、屋根の下面に作用する風圧力の時間的面的平均値と呼ばれる指標であり、分母のｑＨは、速度圧と呼ばれる指標である。速度圧は風速により算出される指標であり、上記のように係数を定義することで、風速の影響を除いたものとして風荷重を評価できる。なお、この方法は、建築物に作用する風荷重を評価する際の一般的な方法である。
【0045】
［風洞試験の概要］
風洞試験については、公益財団法人鉄道総合技術研究所内の大型低騒音風洞密閉型測定部で実施した。同風洞測定部については、幅が５ｍであり、長さ２０ｍであり、高さが３ｍであった。試験気流は、非特許文献１に示される表面面粗度区分ＩＩの乱流境界層（低層建築物の多い田園地域に相当）とし、風速は模型スケール１．８ｍで３０ｍ／ｓであった。
風洞試験については、公益財団法人鉄道総合技術研究所内の大型低騒音風洞密閉型測定部で実施した。同風洞測定部については、幅が５ｍであり、長さ２０ｍであり、高さが３ｍであった。試験気流は、非特許文献１に示される表面面粗度区分ＩＩの乱流境界層（低層建築物の多い田園地域に相当）とし、風速は模型スケール１．８ｍで３０ｍ／ｓであった。
【0046】
圧力は、屋根に設けられた圧力測定孔を用いて測定した。圧力測定孔の配置を図８に示す。図８は、屋根に設けられた圧力測定孔の位置を示す図である。図８では、屋根１６又は屋根１１６に設けられた圧力測定孔１６ｄ又は圧力測定孔１１６ｄの位置を示している。各配置について、屋根の上面及び下面の圧力を測定し、上記数式（３）を用いて説明した評価方法により風荷重を評価した。
【0047】
［風洞試験の検討条件］
風洞試験の検討条件を表１に示す。開口縦幅ｄは、１ｍとした。屋根勾配（傾斜角度）βは、２通りのβの間で変更した。風向角θは、－９０～９０ｄｅｇの範囲で１５ｄｅｇ間隔で変更した。
風洞試験の検討条件を表１に示す。開口縦幅ｄは、１ｍとした。屋根勾配（傾斜角度）βは、２通りのβの間で変更した。風向角θは、－９０～９０ｄｅｇの範囲で１５ｄｅｇ間隔で変更した。
【0048】
【表1】
【0049】
［風洞試験の試験結果］
風洞試験の試験結果を図９に示す。図９は、風洞試験により得られた風向角と平均風力係数との関係を示すグラフである。図９に示すように、屋根勾配βがβ＝５．７１ｄｅｇ（ｔａｎβ＝１０／１００）を満たす場合、平均風力係数Ｃｆの値は、風向角θがθ＜０ｄｅｇを満たす範囲よりも、風向角θがθ＞０ｄｅｇを満たす範囲の方が、大きくなった。屋根勾配βがβ＝－１６．７ｄｅｇ（ｔａｎβ＝－３０／１００）を満たす場合、平均風力係数Ｃｆの値は、風向角θがθ＞０ｄｅｇを満たす範囲ではβ＝５．７１ｄｅｇの場合に比べて減少し、風向角θがθ＜０ｄｅｇを満たす範囲ではβ＝５．７１ｄｅｇの場合に比べて増加したが、θ＜０ｄｅｇでの平均風力係数Ｃｆの増加量は、θ＞０ｄｅｇでの平均風力係数Ｃｆの減少量よりも小さい。また、β＝－１６．７ｄｅｇの場合、風向角θの－９０～９０ｄｅｇの範囲全体における平均風力係数Ｃｆの最大値は、β＝５．７１ｄｅｇの場合に比べて減少した。
風洞試験の試験結果を図９に示す。図９は、風洞試験により得られた風向角と平均風力係数との関係を示すグラフである。図９に示すように、屋根勾配βがβ＝５．７１ｄｅｇ（ｔａｎβ＝１０／１００）を満たす場合、平均風力係数Ｃｆの値は、風向角θがθ＜０ｄｅｇを満たす範囲よりも、風向角θがθ＞０ｄｅｇを満たす範囲の方が、大きくなった。屋根勾配βがβ＝－１６．７ｄｅｇ（ｔａｎβ＝－３０／１００）を満たす場合、平均風力係数Ｃｆの値は、風向角θがθ＞０ｄｅｇを満たす範囲ではβ＝５．７１ｄｅｇの場合に比べて減少し、風向角θがθ＜０ｄｅｇを満たす範囲ではβ＝５．７１ｄｅｇの場合に比べて増加したが、θ＜０ｄｅｇでの平均風力係数Ｃｆの増加量は、θ＞０ｄｅｇでの平均風力係数Ｃｆの減少量よりも小さい。また、β＝－１６．７ｄｅｇの場合、風向角θの－９０～９０ｄｅｇの範囲全体における平均風力係数Ｃｆの最大値は、β＝５．７１ｄｅｇの場合に比べて減少した。
【0050】
［流体解析の解析概要］
流体解析として、シリーズＩ及びシリーズＩＩの２種類の解析を行った。解析は三次元定常ＲＡＮＳモデルにより行った。解析気流等は、風洞試験に準じた。乱流モデルとしてｋωＳＳＴモデルを用い、空間離散化にはＱＵＩＣＫスキームを用いた。解析領域は、Ｘ軸方向（主流方向）に－１．５～３ｍ、Ｙ軸方向（鉛直方向）に０～３ｍとして、大きさを風洞と同じとした。Ｚ軸方向（主流直交方向）の大きさは、想定した風向角及びホーム長さにより異なり、最小で－０．６～０．６ｍであり、最大で－１．３～１．３ｍであった。物体近傍のＸＹ平面の格子解像度に関しては、屋根、プラットホーム及び壁のいずれについても、格子解像度を０．３７５ｍｍ間隔とし、屋根及び壁における壁面隣接格子の法線方向の高さを、０．０５ｍｍとした。一方、Ｙ軸方向の格子解像度に関しては、上屋付近については、格子解像度を２ｍｍとし、それ以外は格子解像度を１０ｍｍ程度とした。その結果、格子全体で約２０００万～３０００万要素の格子解像度であった。構造格子の例を図１０に示す。図１０は、構造格子の例を示す図である。図１０（ａ）は、領域全体を示し、図１０（ｂ）は、模型近傍の領域を示し、図１０（ｃ）は、屋根先端の近傍の領域を示し、図１０（ｄ）は、壁の近傍の領域を示す。
流体解析として、シリーズＩ及びシリーズＩＩの２種類の解析を行った。解析は三次元定常ＲＡＮＳモデルにより行った。解析気流等は、風洞試験に準じた。乱流モデルとしてｋωＳＳＴモデルを用い、空間離散化にはＱＵＩＣＫスキームを用いた。解析領域は、Ｘ軸方向（主流方向）に－１．５～３ｍ、Ｙ軸方向（鉛直方向）に０～３ｍとして、大きさを風洞と同じとした。Ｚ軸方向（主流直交方向）の大きさは、想定した風向角及びホーム長さにより異なり、最小で－０．６～０．６ｍであり、最大で－１．３～１．３ｍであった。物体近傍のＸＹ平面の格子解像度に関しては、屋根、プラットホーム及び壁のいずれについても、格子解像度を０．３７５ｍｍ間隔とし、屋根及び壁における壁面隣接格子の法線方向の高さを、０．０５ｍｍとした。一方、Ｙ軸方向の格子解像度に関しては、上屋付近については、格子解像度を２ｍｍとし、それ以外は格子解像度を１０ｍｍ程度とした。その結果、格子全体で約２０００万～３０００万要素の格子解像度であった。構造格子の例を図１０に示す。図１０は、構造格子の例を示す図である。図１０（ａ）は、領域全体を示し、図１０（ｂ）は、模型近傍の領域を示し、図１０（ｃ）は、屋根先端の近傍の領域を示し、図１０（ｄ）は、壁の近傍の領域を示す。
【0051】
［シリーズＩの流体解析の検討条件］
シリーズＩの流体解析の検討条件を表２に示す。開口縦幅ｄは、１ｍ又は０ｍとした。屋根勾配βは、４通りのβの間で変更した。風向角θは、－９０～９０ｄｅｇの範囲で４５ｄｅｇ間隔で変更した。
シリーズＩの流体解析の検討条件を表２に示す。開口縦幅ｄは、１ｍ又は０ｍとした。屋根勾配βは、４通りのβの間で変更した。風向角θは、－９０～９０ｄｅｇの範囲で４５ｄｅｇ間隔で変更した。
【0052】
【表2】
【0053】
［シリーズＩＩの流体解析の検討条件］
図１１は、実施の形態の上屋の第１変形例を示す斜視図である。図１２は、実施の形態の上屋の第１変形例を示す断面図である。図１２は、実施の形態の上屋の第１変形例が設けられているプラットホームの長さ方向に垂直な断面を示している。図１３は、実施の形態の上屋の第２変形例を示す斜視図である。図１４は、実施の形態の上屋の第２変形例を示す断面図である。図１４は、実施の形態の上屋の第２変形例が設けられているプラットホームの長さ方向に垂直な断面を示している。図１５は、実施の形態の上屋を示す断面図である。図１５は、図２又は図３の一部を拡大して示す。
図１１は、実施の形態の上屋の第１変形例を示す斜視図である。図１２は、実施の形態の上屋の第１変形例を示す断面図である。図１２は、実施の形態の上屋の第１変形例が設けられているプラットホームの長さ方向に垂直な断面を示している。図１３は、実施の形態の上屋の第２変形例を示す斜視図である。図１４は、実施の形態の上屋の第２変形例を示す断面図である。図１４は、実施の形態の上屋の第２変形例が設けられているプラットホームの長さ方向に垂直な断面を示している。図１５は、実施の形態の上屋を示す断面図である。図１５は、図２又は図３の一部を拡大して示す。
【0054】
シリーズＩＩでは屋根勾配βがβ＝－１６．７ｄｅｇ（ｔａｎβ＝－３０／１００）を満たす場合において、３通りの壁の形態による影響を検討した。具体的には、図１１及び図１２に示されるモデルＡ（解析例１、実施の形態の第１変形例）、図１３及び図１４に示されるモデルＢ（解析例２、実施の形態の第２変形例）、並びに、図１及び図２に示されたモデルＣ（解析例３、実施の形態）について検討した。モデルＡは、側面壁（側面部１３及び側面部１４）並びに背面壁（背面部１５）に開口が無いモデルであり、モデルＢは、背面壁（背面部１５）のみ上部に縦幅１ｍで開口１５ａを持つモデルであり、モデルＣは、背面壁（背面部１５）並びに側面壁（側面部１３及び側面部１４）が、図１５に示すようなルーバー形状を有するモデルである。
【0055】
［シリーズＩの流体解析の解析結果］
シリーズＩの流体解析の解析結果を図１６に示す。図１６は、シリーズＩの流体解析により得られた風向角と平均風力係数との関係を示すグラフである。図１６（ａ）は、開口縦幅ｄがｄ＝０ｍを満たす場合を示し、図１６（ｂ）は、開口縦幅ｄがｄ＝１ｍを満たす場合を示す。図１６（ｂ）に示す流体解析の解析結果においても、図９に示す風洞試験の試験結果と同様の傾向が得られている。また、この傾向は、図１６（ａ）に示す開口が無い場合（開口縦幅ｄがｄ＝０ｍを満たす場合）においても同様であることが、確かめられた。
シリーズＩの流体解析の解析結果を図１６に示す。図１６は、シリーズＩの流体解析により得られた風向角と平均風力係数との関係を示すグラフである。図１６（ａ）は、開口縦幅ｄがｄ＝０ｍを満たす場合を示し、図１６（ｂ）は、開口縦幅ｄがｄ＝１ｍを満たす場合を示す。図１６（ｂ）に示す流体解析の解析結果においても、図９に示す風洞試験の試験結果と同様の傾向が得られている。また、この傾向は、図１６（ａ）に示す開口が無い場合（開口縦幅ｄがｄ＝０ｍを満たす場合）においても同様であることが、確かめられた。
【0056】
［シリーズＩＩの流体解析の解析結果］
シリーズＩの流体解析の解析結果を図１７に示す。図１７は、シリーズＩＩの流体解析により得られた風向角と平均風力係数との関係を示すグラフである。図１７に示すように、風向角θがθ＞０ｄｅｇを満たす範囲では、モデルＡ、モデルＣ、モデルＢの順に平均風力係数Ｃｆの値が減少し、モデルＢの平均風力係数Ｃｆの値が最小であり、風向角θがθ＜０ｄｅｇを満たす範囲では、モデルＢ及びモデルＣの平均風力係数Ｃｆの値がモデルＡの平均風力係数Ｃｆの値よりも大きかった。また、風向角θの－９０～９０ｄｅｇの範囲全体における最大値に着目すると、モデルＡ、モデルＣ、モデルＢの順に平均風力係数Ｃｆの最大値が減少し、モデルＢの平均風力係数Ｃｆの最大値が最小であった。従って、側面壁及び背面壁に開口を設ける、又は、壁面がルーバー形状を有することにより、屋根の風荷重がより低減されることが明らかになった。
シリーズＩの流体解析の解析結果を図１７に示す。図１７は、シリーズＩＩの流体解析により得られた風向角と平均風力係数との関係を示すグラフである。図１７に示すように、風向角θがθ＞０ｄｅｇを満たす範囲では、モデルＡ、モデルＣ、モデルＢの順に平均風力係数Ｃｆの値が減少し、モデルＢの平均風力係数Ｃｆの値が最小であり、風向角θがθ＜０ｄｅｇを満たす範囲では、モデルＢ及びモデルＣの平均風力係数Ｃｆの値がモデルＡの平均風力係数Ｃｆの値よりも大きかった。また、風向角θの－９０～９０ｄｅｇの範囲全体における最大値に着目すると、モデルＡ、モデルＣ、モデルＢの順に平均風力係数Ｃｆの最大値が減少し、モデルＢの平均風力係数Ｃｆの最大値が最小であった。従って、側面壁及び背面壁に開口を設ける、又は、壁面がルーバー形状を有することにより、屋根の風荷重がより低減されることが明らかになった。
【0057】
［風洞試験及び流体解析のまとめ］
風洞試験及び流体解析により、屋根勾配と屋根に作用する風荷重の影響を検討した。その結果、軌道側を下げた方が、屋根の風荷重は低減された。また、壁面に開口を設けること、又は、側面壁及び背面壁が平面形状ではなくルーバー形状を有することにより、屋根の風荷重がより低減された。ただし、軌道側と反対側の雨仕舞の観点からすると、ルーバー形状とするのがより好ましいと考えられる。
風洞試験及び流体解析により、屋根勾配と屋根に作用する風荷重の影響を検討した。その結果、軌道側を下げた方が、屋根の風荷重は低減された。また、壁面に開口を設けること、又は、側面壁及び背面壁が平面形状ではなくルーバー形状を有することにより、屋根の風荷重がより低減された。ただし、軌道側と反対側の雨仕舞の観点からすると、ルーバー形状とするのがより好ましいと考えられる。
【0058】
このように、本発明者らは、上記した風洞試験及び流体解析を行うことにより、屋根の軌道側を屋根の軌道側と反対側よりも下げた方が、屋根の軌道側を屋根の軌道側と反対側よりも下げない場合よりも、屋根の風荷重が低減されることを見出し、実施の形態の上屋の構造を提案するに至ったものである。
【0059】
本実施の形態の上屋では、屋根１６の上面１６ａは、上面１６ａのうち、プラットホーム１２の幅方向における軌道１１側の縁部１６ｂの高さＨＴ１が、上面１６ａのうち、プラットホーム１２の幅方向における軌道１１側と反対側の縁部１６ｃの高さＨＴ２よりも低くなるように、水平面に対して傾斜している。
【0060】
言い換えれば、本実施の形態では、独立上屋の屋根及び壁面の形態について、プラットホームを含む周辺の風の流れに適した形態とすることで、動的な機構を設けずに各面に作用する風荷重を低減する。屋根は、軌道側が低くなるように傾斜させることで、最も風荷重が顕著となる軌道側からの送風に対し順応し、屋根部の風荷重を抑制する。
【0061】
本実施の形態によれば、従来のプラットホーム上で利用されてきた独立上屋の持つ乗降の容易性、駅周辺からのプライバシー及び防雨性を損なうことなく、また、動的な機構を設けずに、屋根及び壁面に作用する風荷重の低減を可能とする。
【0062】
図１８は、上屋周辺の風の流れの流体解析による解析結果を比較例１と実施の形態との間で比較して示す図である。図１８（ａ）は、比較例１の結果を示し、図１８（ｂ）は、モデルＣ（解析例３、実施の形態）の結果を示している。図１８（ａ）では、屋根勾配βがβ＝５．７１ｄｅｇ（ｔａｎβ＝１０／１００）を満たし、図１８（ｂ）では、屋根勾配βがβ＝－１６．７ｄｅｇ（ｔａｎβ＝－３０／１００）を満たしている。また、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）のいずれにおいても、風向角θがθ＝９０ｄｅｇを満たしている。図１９は、背面壁及び側面壁に作用する風荷重を比較例１（従来）と実施の形態（提案）との間で比較して示すグラフである。なお、図１９では、「側面壁」を「妻壁」と表記している。
【0063】
図１８（ａ）に示すように、比較例１の上屋では、上屋よりも軌道側の領域において、不安定な気流の流れが発生し、屋根よりも上方の領域において、気流の流れが大きく変わっている。一方、図１８（ｂ）に示すように、モデルＣ（解析例３、実施の形態）の上屋では、上屋よりも軌道側の領域において、不安定な気流の流れが解消し、屋根よりも上方の領域において、屋根が気流の流れに沿っている。また、図１８（ｂ）に示すように、モデルＣ（解析例３、実施の形態）の上屋では、上屋よりも軌道側と反対側において、ルーバー形状を有する背面壁が、気流の流れを誘導している。また、図１９に示すように、屋根、背面壁及び側面壁（妻壁）のいずれにおいても、実施の形態の方が比較例１の上屋よりも基準化した風荷重が小さくなっている。
【0064】
即ち、比較例１の上屋では、上屋の周辺の空気の流れが不安定であり、屋根の風荷重を容易に低減することができなかったが、本実施の形態の上屋では、上屋の周辺の空気の流れの不安定性を解消し、屋根の風荷重を容易に低減している。特に、本実施の形態の上屋の屋根勾配に関する部分は、風洞試験及び流体解析によって想到した下記１．乃至３．の知見に基づくものであり、これらの知見は現状の技術水準にはなく、特に３．については、容易に想到することができないと考えられる。
１．比較例１の上屋において、図７に示す＋範囲（θ＞０ｄｅｇ）からの送風（軌道側からの送風）に比べ、図７に示す－範囲（θ＜０ｄｅｇ）からの送風（軌道側と反対側からの送風）を受けた際に屋根に作用する風荷重が小さいこと。
２．屋根の軌道側を屋根の軌道側と反対側よりも下げることにより、図１６（ｂ）に示すように、＋範囲（θ＞０ｄｅｇ）では風荷重が低減し、－範囲（θ＜０ｄｅｇ）では風荷重が上昇すること。
３．この際、＋範囲（θ＞０ｄｅｇ）での平均風力係数Ｃｆの減少量よりも、－範囲（θ＜０ｄｅｇ）での平均風力係数Ｃｆの増加量の方が小さく、風向角θの－９０～９０ｄｅｇの範囲全体における平均風力係数Ｃｆの最大値は、本実施の形態の方が比較例１に比べて減少すること。
１．比較例１の上屋において、図７に示す＋範囲（θ＞０ｄｅｇ）からの送風（軌道側からの送風）に比べ、図７に示す－範囲（θ＜０ｄｅｇ）からの送風（軌道側と反対側からの送風）を受けた際に屋根に作用する風荷重が小さいこと。
２．屋根の軌道側を屋根の軌道側と反対側よりも下げることにより、図１６（ｂ）に示すように、＋範囲（θ＞０ｄｅｇ）では風荷重が低減し、－範囲（θ＜０ｄｅｇ）では風荷重が上昇すること。
３．この際、＋範囲（θ＞０ｄｅｇ）での平均風力係数Ｃｆの減少量よりも、－範囲（θ＜０ｄｅｇ）での平均風力係数Ｃｆの増加量の方が小さく、風向角θの－９０～９０ｄｅｇの範囲全体における平均風力係数Ｃｆの最大値は、本実施の形態の方が比較例１に比べて減少すること。
【0065】
ここで、本実施の形態の屋根の機能について、以下のように説明することもできる。屋根１６が、プラットホーム１２の幅方向において軌道１１側から屋根１６に向かう風を受け、受けた風による気流が縁部（側端部）１６ｂの上方を流れ、縁部１６ｂの上方を流れた気流が上面１６ａに吹き付けられる場合を考える。このようなとき、屋根１６は、高さＨＴ１が高さＨＴ２よりも低くなるように上面１６ａが水平面に対して傾斜していることにより、上面１６ａが水平面に対して傾斜していない場合及び高さＨＴ１が高さＨＴ２よりも高くなるように上面１６ａが水平面に対して傾斜している場合に比べ、上面１６ａのうち気流が吹き付けられる領域ＲＧ１（図２参照）を縁部１６ｂに近づける。
【0066】
＜ルーバー形状＞
好適には、図１、図２及び図１５に示すように、背面部１５は、ルーバー形状を有する。背面部１５がルーバー形状を有するとき、背面部１５は、プラットホーム１２の長さ方向（図１のＺ軸方向）にそれぞれ延在し、且つ、上下方向（図１のＹ軸方向）に互いに間隔を空けて配列された複数の板部材２１を含む。これにより、風の通り道をつくり、背面部１５の風荷重を抑制することができる。
好適には、図１、図２及び図１５に示すように、背面部１５は、ルーバー形状を有する。背面部１５がルーバー形状を有するとき、背面部１５は、プラットホーム１２の長さ方向（図１のＺ軸方向）にそれぞれ延在し、且つ、上下方向（図１のＹ軸方向）に互いに間隔を空けて配列された複数の板部材２１を含む。これにより、風の通り道をつくり、背面部１５の風荷重を抑制することができる。
【0067】
また、好適には、複数の板部材２１の各々は、板部材２１のうち、プラットホーム１２の幅方向における軌道１１側の縁部（側端部）２１ａの高さＨＴ３が、板部材２１のうち、プラットホーム１２の幅方向における軌道１１側と反対側の縁部（側端部）２１ｂの高さＨＴ４よりも高くなるように、水平面に対して傾斜している。即ち、板部材２１を、上屋１０の外部が低くなるように傾斜させる。これにより、防雨性を担保しつつ、風を一方向に誘導し、隙間から流出する風の流れを安定させることができる。これは、背面部１５の風荷重だけでなく、屋根１６の風荷重の低減にも寄与する。
【0068】
更に好適には、複数の板部材２１のうち上下方向で互いに隣り合う２つの板部材２１を下から上に向かって順に板部材２２、板部材２３としたとき、板部材２２のうち最も高い部分の高さ位置は、板部材２３のうち最も低い部分の高さ位置以上である。即ち、板部材２２の上面２２ａのうち、プラットホーム１２の幅方向における軌道１１側の縁部（側端部）２２ｂの高さＨＴ５は、板部材２３の下面２３ａのうち、プラットホーム１２の幅方向における軌道１１側と反対側の縁部（側端部）２３ｂの高さＨＴ６以上である。これにより、軌道１１側と反対側から背面部１５に向かって水平方向（図１のＸ軸方向）に吹き付ける雨が板部材２１同士の隙間を通り抜けにくくなるので、防雨性を更に担保することができる。
【0069】
好適には、図１、図３及び図１５に示すように、側面部１３は、ルーバー形状を有する。側面部１３がルーバー形状を有するとき、側面部１３は、プラットホーム１２の幅方向にそれぞれ延在し、且つ、上下方向に互いに間隔を空けて配列された複数の板部材２４を含む。これにより、風の通り道をつくり、側面部１３の風荷重を抑制することができる。
【0070】
また、好適には、複数の板部材２４の各々は、板部材２４のうち、プラットホーム１２の長さ方向における側面部１４側の縁部（側端部）２４ａの高さＨＴ７が、板部材２４のうち、プラットホーム１２の長さ方向における側面部１４側と反対側の縁部（側端部）２４ｂの高さＨＴ８よりも高くなるように、水平面に対して傾斜している。即ち、板部材２４を、上屋１０の外部が低くなるように傾斜させる。これにより、防雨性を担保しつつ、風を一方向に誘導し、隙間から流出する風の流れを安定させることができる。これは、側面部１３の風荷重だけでなく、屋根１６の風荷重の低減にも寄与する。
【0071】
更に好適には、複数の板部材２４のうち上下方向で互いに隣り合う２つの板部材２４を下から上に向かって順に板部材２５、板部材２６としたとき、板部材２５のうち最も高い部分の高さ位置は、板部材２６のうち最も低い部分の高さ位置以上である。即ち、板部材２５の上面２５ａのうち、プラットホーム１２の長さ方向における側面部１４側の縁部（側端部）２５ｂの高さＨＴ９は、板部材２６の下面２６ａのうち、プラットホーム１２の長さ方向における側面部１４側と反対側の縁部（側端部）２６ｂの高さＨＴ１０以上である。これにより、側面部１４側と反対側から側面部１３に向かって水平方向（図１のＺ軸方向）に吹き付ける雨が板部材２４同士の隙間を通り抜けにくくなるので、防雨性を更に担保することができる。
【0072】
なお、図３に示すように、側面部１４についても側面部１３と同様であり、側面部１４がルーバー形状を有するとき、側面部１４は、プラットホーム１２の幅方向にそれぞれ延在し、且つ、上下方向に互いに間隔を空けて配列された複数の板部材２７を含む。
【0073】
或いは、好適には、図１３及び図１４に示すように、背面部１５は、プラットホーム１２の幅方向と交差する第１面２８ａと、第１面２８ａの反対面である第２面２８ｂと、を有する板部材２８を含み、板部材２８の上側の縁部（側端部）２８ｃと屋根１６との間が開口されている。即ち、背面部１５は、板部材２８と屋根１６との間に形成された開口１５ａを有する。このような場合でも、風の通り道をつくり、背面部１５の風荷重を抑制することができる。
【0074】
言い換えれば、本実施の形態では、側面壁及び背面壁が、一枚板ではなく、隙間を開けた幅の狭い板の連続とすることで、風の通り道をつくり、壁面の風荷重を抑制する。この際、薄板を上屋外部が低くなるように傾斜させることで、防雨性を担保しつつ、風を一方向に誘導し、隙間から流出する風の流れを安定させる。これは、壁の風荷重だけでなく屋根の風荷重の低減にも寄与する。
【0075】
＜好適な傾斜角の範囲＞
［実施ケース］
次に、上記した流体解析により、屋根の屋根勾配（傾斜角度）の好適な範囲を検討した結果を説明する。屋根勾配（傾斜角度）を変更しながら流体解析を実施したケースを、表３に示す。屋根の屋根勾配β（傾斜角度）については、建築の慣例に則り、ｔａｎβの形で表している。風向角θに関し、全てのケースで、－９０ｄｅｇ、－４５ｄｅｇ、０ｄｅｇ、４５ｄｅｇ及び９０ｄｅｇの５種類の風向角θについて、流体解析を行っている。また、表３では、比較例１に一致又は類似したケースのケース番号を、Ｃａｓｅ０及びＣａｓｅ１と表記し、解析例３に一致又は類似したケースのケース番号を、Ｃａｓｅ２乃至Ｃａｓｅ６と表記している。なお、Ｃａｓｅ０は、比較例１と一致している。
［実施ケース］
次に、上記した流体解析により、屋根の屋根勾配（傾斜角度）の好適な範囲を検討した結果を説明する。屋根勾配（傾斜角度）を変更しながら流体解析を実施したケースを、表３に示す。屋根の屋根勾配β（傾斜角度）については、建築の慣例に則り、ｔａｎβの形で表している。風向角θに関し、全てのケースで、－９０ｄｅｇ、－４５ｄｅｇ、０ｄｅｇ、４５ｄｅｇ及び９０ｄｅｇの５種類の風向角θについて、流体解析を行っている。また、表３では、比較例１に一致又は類似したケースのケース番号を、Ｃａｓｅ０及びＣａｓｅ１と表記し、解析例３に一致又は類似したケースのケース番号を、Ｃａｓｅ２乃至Ｃａｓｅ６と表記している。なお、Ｃａｓｅ０は、比較例１と一致している。
【0076】
【表3】
【0077】
［評価指標］
風荷重は、上記数式（３）を用いて説明した平均風力係数Ｃｆを用いて評価した。一方、平均風力係数Ｃｆに関しては、屋根の面積が増加した場合の受圧面積が増えることによる荷重の増加が加味されない。そこで、屋根の面積の増加を考慮するために、以下の指標も平均風力係数として導入した。なお、以下では、平均風力係数Ｃｆ及びＣｆ´を係数Ｃｆ及びＣｆ´と称する場合がある。
風荷重は、上記数式（３）を用いて説明した平均風力係数Ｃｆを用いて評価した。一方、平均風力係数Ｃｆに関しては、屋根の面積が増加した場合の受圧面積が増えることによる荷重の増加が加味されない。そこで、屋根の面積の増加を考慮するために、以下の指標も平均風力係数として導入した。なお、以下では、平均風力係数Ｃｆ及びＣｆ´を係数Ｃｆ及びＣｆ´と称する場合がある。
【0078】
【数2】
【0079】
ここで、Ａは、各ケースのモデルの屋根の面積であり、Ａ０は、Ｃａｓｅ０（比較例１）の面積である。
【0080】
［解析結果］
Ｃａｓｅ１乃至Ｃａｓｅ６の結果を図２０に示す。図２０は、Ｃａｓｅ１乃至Ｃａｓｅ６の各々の屋根勾配の場合に流体解析により得られた風向角と係数Ｃｆ及びＣｆ´との関係を示すグラフである。図２０（ａ）は、係数Ｃｆについて示し、図２０（ｂ）は、係数Ｃｆ´について示している。
Ｃａｓｅ１乃至Ｃａｓｅ６の結果を図２０に示す。図２０は、Ｃａｓｅ１乃至Ｃａｓｅ６の各々の屋根勾配の場合に流体解析により得られた風向角と係数Ｃｆ及びＣｆ´との関係を示すグラフである。図２０（ａ）は、係数Ｃｆについて示し、図２０（ｂ）は、係数Ｃｆ´について示している。
【0081】
図２０（ａ）及び図２０（ｂ）に示すように、屋根勾配βが減少するにつれて、風向角θが正の範囲では係数Ｃｆ及びＣｆ´が減少し、風向角θが負の範囲では係数Ｃｆ及びＣｆ´が増加した。但し、風向角θが負の範囲における係数Ｃｆ及びＣｆ´の増加は緩やかである。また、概ねｔａｎβ＝－３０／１００を満たす屋根勾配βの付近において、風向角θが正の範囲と、風向角θが負の範囲と、の間で係数Ｃｆ及びＣｆ´の最大値は略等しくなり、均衡するか、又は、風向角θが正の範囲の係数Ｃｆ及びＣｆ´の最大値の方が、風向角θが負の範囲の係数Ｃｆ及びＣｆ´の最大値よりも小さくなる。言い換えれば、風向角θが－９０≦θ＜０を満たすときに屋根が受ける風により屋根に及ぼされる風荷重が最大になるときの風向角θを風向角θ１とし、風向角θがθ＝θ１を満たすときの風荷重の値を第１値とする。また、風向角θが０＜θ≦９０を満たすときに屋根が受ける風により屋根に及ぼされる風荷重が最大になるときの風向角θを風向角θ２とし、風向角θがθ＝θ２を満たすときの風荷重の値を第２値とする。このようにしたとき、第２値が第１値よりも小さくなることが好ましい。
【0082】
図２１は、Ｃａｓｅ１乃至Ｃａｓｅ６の各々における屋根勾配βと係数Ｃｆ及びＣｆ´の絶対値の最大値である｜Ｃｆ｜ｍａｘ及び｜Ｃｆ´｜ｍａｘとの関係を示すグラフである。図２１（ａ）は、｜Ｃｆ｜ｍａｘについて示し、図２１（ｂ）は、｜Ｃｆ´｜ｍａｘについて示している。また、図２１（ａ）及び図２１（ｂ）中の破線は、Ｃａｓｅ０（比較例１）の値を示している。
【0083】
図２１（ａ）及び図２１（ｂ）に示すように、屋根勾配βを負にすることで、｜Ｃｆ｜ｍａｘ及び｜Ｃｆ´｜ｍａｘは減少し、特に屋根勾配βが－４／１０≦ｔａｎβ≦－３／１０を満たす場合に、｜Ｃｆ｜ｍａｘ及び｜Ｃｆ´｜ｍａｘは小さかった。また、｜Ｃｆ´｜ｍａｘに着目すると、特にｔａｎβ＝－３／１０の場合に、｜Ｃｆ´｜ｍａｘは小さかった。
【0084】
図２２は、Ｃａｓｅ１乃至Ｃａｓｅ６の各々における｜Ｃｆ｜ｍａｘ及び｜Ｃｆ´｜ｍａｘを屋根勾配βがｔａｎβ＝－３／１０を満たす場合の結果で除して規格化したＲ｜Ｃｆ｜ｍａｘ及びＲ｜Ｃｆ´｜ｍａｘと、屋根勾配βとの関係を示すグラフである。図２２（ａ）は、Ｒ｜Ｃｆ｜ｍａｘについて示し、図２２（ｂ）は、Ｒ｜Ｃｆ´｜ｍａｘについて示している。また、図２２（ａ）及び図２２（ｂ）中の破線は、Ｃａｓｅ０（比較例１）の値を示し、図２２（ａ）及び図２２（ｂ）中の二点鎖線は、屋根勾配βがｔａｎβ＝－３／１０を満たす場合のＲ｜Ｃｆ｜ｍａｘ及びＲ｜Ｃｆ´｜ｍａｘの値に対して±１０％の範囲の上限値及び下限値を示している。
【0085】
図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に示すように、屋根勾配βが－５／１０≦ｔａｎβ≦－２．５／１０を満たす場合に、Ｒ｜Ｃｆ｜ｍａｘ及びＲ｜Ｃｆ´｜ｍａｘの値は、屋根勾配βがｔａｎβ＝－３／１０を満たす場合のＲ｜Ｃｆ｜ｍａｘ及びＲ｜Ｃｆ´｜ｍａｘの値に対して±１０％の範囲内であった。
【0086】
以上の結果より、屋根勾配βを負とすることで、屋根の風荷重は低減され、これは屋根勾配βがｔａｎβ＝－３／１０を満たす場合において、最も効果的であった。また、屋根勾配βが－５／１０≦ｔａｎβ≦－２．５／１０を満たす場合でも、屋根の風荷重は、屋根勾配βがｔａｎβ＝－３／１０を満たす場合に対して＋１０％の範囲内であった。
【0087】
従って、好適には、上面１６ａが水平面に対して傾斜している傾斜角度をβとし、高さＨＴ１が高さＨＴ２よりも低くなるときの傾斜角度の符号を負としたとき、傾斜角度は、下記数式（５）を満たす。なお、下記数式（５）は、上記数式（１）と同一の数式である。
－０．５≦ｔａｎβ≦－０．２５・・・（５）
－０．５≦ｔａｎβ≦－０．２５・・・（５）
【0088】
このような場合、屋根勾配βがｔａｎβ＝－０．３を満たし、係数Ｃｆ´の絶対値の最大値｜Ｃｆ´｜ｍａｘが最小となる場合、即ち屋根の風荷重が最も低くなる場合の屋根の風荷重を基準値としたとき、基準値に対して屋根の風荷重が増加する増加率が＋１０％以下になるように、屋根の風荷重を低減することができる。
【0089】
また、更に好適には、上面１６ａが水平面に対して傾斜している傾斜角度は、下記数式（６）を満たす。なお、下記数式（６）は、上記数式（２）と同一の数式である。
－０．４≦ｔａｎβ≦－０．３・・・（６）
－０．４≦ｔａｎβ≦－０．３・・・（６）
【0090】
このような場合、係数Ｃｆ及びＣｆ´の絶対値の最大値｜Ｃｆ｜ｍａｘ及び｜Ｃｆ´｜ｍａｘが最小となるので、屋根の風荷重を更に低減することができる。
【0091】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【0092】
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【0093】
例えば、前述の各実施の形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【0094】
本発明は、プラットホーム上に設けられた上屋に適用して有効である。
【符号の説明】
【0095】
１０ 上屋
１１ 軌道
１２ プラットホーム
１３、１４ 側面部
１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１６ｂ、１６ｃ 縁部
１５ 背面部
１５ａ 開口
１６ 屋根
１６ａ、２２ａ、２５ａ 上面
１６ｄ 圧力測定孔
１７、１７ａ～１７ｄ 柱
２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８ 板部材
２１ａ、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂ、２８ｃ 縁部
２３ａ、２６ａ 下面
２８ａ 第１面
２８ｂ 第２面
ＨＴ１、ＨＴ１０、ＨＴ２～ＨＴ９ 高さ
ＲＧ１ 領域
１１ 軌道
１２ プラットホーム
１３、１４ 側面部
１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１６ｂ、１６ｃ 縁部
１５ 背面部
１５ａ 開口
１６ 屋根
１６ａ、２２ａ、２５ａ 上面
１６ｄ 圧力測定孔
１７、１７ａ～１７ｄ 柱
２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８ 板部材
２１ａ、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂ、２８ｃ 縁部
２３ａ、２６ａ 下面
２８ａ 第１面
２８ｂ 第２面
ＨＴ１、ＨＴ１０、ＨＴ２～ＨＴ９ 高さ
ＲＧ１ 領域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】