低矮建筑易损区风载特性风洞试验研究

发布时间：2017-09-18 19:02

  本文关键词：低矮建筑易损区风载特性风洞试验研究

  更多相关文章： 低矮房屋 屋面分区 风压系数 体型系数 坡角 湍流度 风洞试验

【摘要】：近年来,台风在我国登陆的频次、强度及影响范围呈逐年递增趋势。我国沿海地区分布着大量的低矮房屋,这些房屋所处地形条件复杂且建筑形式多样。统计表明,台风对低矮房屋损毁所带来的损失占据我国风灾损失的近一半以上。在风灾中低矮房屋的屋面转角、边缘和屋脊等部位(简称易损区)最易损坏并进而导致房屋的整体倒塌。目前针对于双坡低矮房屋屋面易损区域风载特性受风向、湍流度等风参数影响的定量关系研究相对较少,而且我国荷载规范对低矮房屋风载体型系数定义过于简单,因此开展低矮建筑抗风研究具有十分重要的现实意义。本文基于五个不同坡角、缩尺比为1:20的双坡低矮房屋风洞试验模型,在A、B、C三类不同地貌条件下以风向角、坡角及湍流度为变量,试验研究湍流及坡角影响低矮建筑屋面局部区域风载变化规律,试验结果表明:风向影响低矮房屋屋面局部风载明显且呈规律性,不同坡角房屋最不利风向角为斜风向。在斜风向45°时,邻近角部边沿区域形成高负压区,该区域在强风作用下容易首先损毁形成低矮建筑的易损区;坡角对低矮房屋屋面不同区域局部体型系数影响较大,平屋面型低矮建筑的风压极值区(易损区)主要为迎风屋沿及角部区域,而坡屋面低矮建筑的背风屋脊处风载明显大于其它区域,表现出强风作用下易损趋势;湍流度对低矮房屋屋面平均风压系数影响较小,对脉动、极值风向系数影响较大。随湍流度的增大屋面平均、脉动、极值风压系数绝对值也相应增大。在0°、90°风向角时迎风屋沿平均风压系数受湍流度影响较大,在斜风向作用下湍流度的改变对屋面平均风压系数变化不大。湍流度变大平屋面房屋迎风屋沿及角部区域与坡屋面背风屋脊及山墙外测点风压呈明显递增趋势。本文参考中国和国外荷载规范对屋面进行区域划分,以主要房屋参数(屋面坡角、风向角)以及湍流度为变量,研究湍流及坡角影响低矮房屋屋面区域体型系数变化规律并给出不同屋面划分形式下屋面体型系数。分析结果表明:坡角对低矮房屋屋面体型系数影响较大,随着坡角的增大迎风屋面处体型系数绝对值减小,18.4°坡角房屋背风屋面风压体型系数绝对值最大;不同屋面划分形式相对应的体型系数数值大小也不同,中国规范给出的部分区域体型系数数值小于风洞试验结果,设计时偏于不安全。
【关键词】：低矮房屋 屋面分区 风压系数 体型系数 坡角 湍流度 风洞试验
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU312.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 建（构）筑物风毁案例分析12-15
• 1.2.1 低矮建筑破坏案例13-14
• 1.2.2 罩棚式结构破坏案例14-15
• 1.2.3 其它结构破坏案例15
• 1.3 低矮房屋风载特性的研究现状15-17
• 1.3.1 现场实测研究现状15-16
• 1.3.2 风洞试验研究现状16
• 1.3.3 数值模拟研究现状16-17
• 1.4 风载体型系数研究现状17-18
• 1.5 本文研究的目的、内容及意义18-21
• 1.5.1 本文研究的目的及意义18
• 1.5.2 本文主要研究内容18-21
• 第二章 低矮房屋的风荷载特性理论21-28
• 2.1 大气边界层风特性21-25
• 2.1.1 大气边界层概述21-22
• 2.1.2 平均风特性22-23
• 2.1.3 脉动风特性23-25
• 2.2 风洞试验中的相似理论25-28
• 2.2.1 相似准则25-26
• 2.2.2 风洞试验中相似条件26-28
• 第三章 低矮房屋局部风压特性的研究28-42
• 3.1 引言28
• 3.2 风洞试验概况28-33
• 3.2.1 风洞试验室概况28-29
• 3.2.2 试验模型及试验测点布置29-31
• 3.2.3 试验风剖面及湍流度剖面31-32
• 3.2.4 数据处理32-33
• 3.3 0°坡角低矮房屋数据分析33-40
• 3.3.1 模型及工况介绍33-34
• 3.3.2 结果分析34-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第四章 坡角对低矮建筑风载特性研究42-54
• 4.1 引言42-43
• 4.2 坡角对屋面局部区域测点风压分布规律的影响43-48
• 4.2.1 模型及工况介绍43
• 4.2.2 风向角对不同坡角房屋屋面局部区域体型系数的影响43-45
• 4.2.3 坡角对屋面局部区域体型系数的影响45-48
• 4.3 坡角对屋面体型系数影响研究48-52
• 4.3.1 模型及工况介绍48-49
• 4.3.2 结果分析49-52
• 4.4 本章小结52-54
• 第五章 地貌对低矮建筑风载特性研究54-66
• 5.1 引言54
• 5.2 湍流度对平屋面低矮房屋屋面风压影响的研究54-62
• 5.2.1 模型及工况介绍54-55
• 5.2.2 结果分析55-62
• 5.3 湍流度对坡屋面局部区域测点风压分布规律的影响62-63
• 5.4 湍流度对屋面体型系数影响研究63-65
• 5.4.1 模型及工况介绍63
• 5.4.2 结果分析63-65
• 5.5 本章小结65-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 6.1 本文工作总结66-67
• 6.2 进一步研究展望67-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-74
• 附录A：攻读学位期间发表的学术论文及科研情况74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：877283