平地及坡地下击暴流作用下双面球壳型屋面风荷载特性研究
发布时间：2021-12-16 18:34
由于全球变暖等多种原因,在近些年中,下击暴流等极端气候的产生变得越发频繁。下击暴流发生时,高空冷热气流对流产生的柱状高速下沉气流猛烈的撞击地面,随后向冲击中心各径向四周扩散,形成具有极高径向速度的近地气流,对建筑结构造成冲击作用,会对建筑结构造成巨大破坏。因此,对各类建筑物在下击暴流等异常风荷载作用下的屋面风载特性研究将变得十分必要。大跨屋面结构是目前热门的建筑选择,但因其高度通常较低,在大气边界层中处于风速变化大、湍流度高的区域,这使得下击暴流对其的风载作用更加明显。双面球壳型大跨屋面结构是一种较为新型的大跨结构,与传统球壳型结构相比,双面球壳型结构在风荷载作用下的动力响应相差悬殊,在下击暴流这种极端气候下,其下表面风压甚至会超过上表面风压,对结构造成严重的破坏。为了使双面球壳型大跨屋面结构在下击暴流作用下的风载作用有较为明确的认识,为未来相关的工程设计提供参考作用,同时考虑下击暴流多发于山地的区域特性,本文通过下击暴流风洞试验结合CFD数值模拟的方法,研究了双面球壳型大跨屋面在两种地形条件下的上下屋面风载特性,主要工作与结论如下:（1）以双面球壳型大跨屋面作为研究对象,制作刚性测压...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
下击暴流示意图
越ㄖ?峁乖斐沙寤髯饔茫?缤?.1所示。Fujita将影响半径在4公里以内的下击暴流定义为微下击暴流(Microbrust)，影响半径在4公里以上时则定义为宏下击暴流(Macrobrust)[1]，宏下击暴流虽然尺度较大，但其冲击强度却往往小于微下击暴流，微下击暴流撞击地面后产生的径向风速往往可高达75m/s[2]。李宏海[3]根据全国观测站的数据，依据下击暴流发生的频率将我国划分为三个区域，其中年发生频率在5%以下的定义为Ⅰ区（低发区），年发生频率在5%到15%的区域划分为Ⅱ区（高发区），年发生频率在15%以上的区域划分为Ⅲ区（频发区）。从图1.2可以看出，我国南部为下击暴流的频发区域。下击暴流在频发区域内，每年累计产生的天数为54.75天，也是说平均每周就将发生一次下击暴流极端气候。图1.1下击暴流示意图图1.2我国下击暴流发生频率分区图Figure1.1downburstFigure1.2frequencydivision下击暴流作为极端异常风中的一种，风口正下方将产生极大的风压力，其下沉气流撞击地面后产生的径向高速风在一定范围内造成水平冲击作用，将对各类建筑结构造成不同程度的破坏作用。Holmes[4]指出在美国、日本以及澳大利亚等国家和地区中下击暴流也对大量建筑结构及工程造成了极大的破坏作用。Fujita[5]通过对下击暴流现场实测资料的分析，美国每年发生下击暴流的次数约为3500余起，远高于龙卷风等其他极端气候。例如美国德克萨斯州2009年发生瞬时风速高达29m/s的下击暴流，此次灾害造成了当地一所轻钢结构的橄榄球场完全破坏倒塌，其经济损失高达400万美元，如图1.3(a)所示[6]。在我国，下击暴流发生频率同样极高并且造成了一系列的结构破坏
下击暴流造成相关破坏
【参考文献】：
期刊论文
[1]“东方之星”客轮倾覆事件中气象预警服务及应对启示[J]. 毛以伟. 城市与减灾. 2018(02)
[2]稳态冲击风作用下高层建筑风荷载特性试验研究[J]. 邹鑫,汪之松,李正良. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[3]Pressure distributions on prism-shaped buildings in experimentally simulated downburst[J]. LI HongHai,OU JinPing. Science China（Technological Sciences）. 2014(10)
[4]雷暴冲击风作用下双坡屋面风压分布[J]. 汤卓,王兆勇,卓士梅,吕令毅. 东南大学学报(自然科学版). 2014(01)
[5]稳态冲击风作用下拱形屋面风压分布试验研究[J]. 陈勇,崔碧琪,余世策,关士杰,楼文娟. 工程力学. 2013(07)
[6]下击暴流作用下平屋面风荷载CFD数值模拟[J]. 陈波,贾蕗宇,田晨. 北京交通大学学报. 2013(01)
[7]球壳型屋盖在冲击风作用下的抗风设计参数及CFD分析[J]. 陈勇,崔碧琪,彭志伟,余世策,楼文娟,孙炳楠. 空气动力学学报. 2012(04)
[8]下击暴流风场的大气边界层风洞模拟研究[J]. 段旻,谢壮宁,石碧青. 建筑结构学报. 2012(03)
[9]运动雷暴冲击风水平风速时程分析及现象模型[J]. 陈勇,柳国光,徐挺,余世策. 同济大学学报(自然科学版). 2012(01)
[10]下击暴流作用下建筑物表面风压分布模拟[J]. 李宏海,欧进萍. 工程力学. 2011(S2)
博士论文
[1]下击暴流时空分布统计与风场特性和结构风荷载实验研究[D]. 李宏海.哈尔滨工业大学 2015
硕士论文
[1]下击暴流作用下大跨马鞍形屋盖风荷载特性研究[D]. 徐健峰.西南科技大学 2019
[2]下击暴流作用下工业厂房的风荷载特性研究[D]. 刘鸿.重庆大学 2017
[3]考虑粗糙度地貌的下击暴流风场及高层建筑风荷载特性研究[D]. 董志超.重庆大学 2017
[4]下击暴流作用下低层双坡屋面建筑风荷载分布特性的数值研究[D]. 曹洪明.合肥工业大学 2017
[5]稳态冲击射流作用下建筑结构的风压特性研究[D]. 唐伟峰.重庆大学 2015
[6]考虑地形影响的稳态冲击射流作用下高层建筑风压特性分析[D]. 左其刚.重庆大学 2015
本文编号：3538626
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
下击暴流示意图
越ㄖ?峁乖斐沙寤髯饔茫?缤?.1所示。Fujita将影响半径在4公里以内的下击暴流定义为微下击暴流(Microbrust)，影响半径在4公里以上时则定义为宏下击暴流(Macrobrust)[1]，宏下击暴流虽然尺度较大，但其冲击强度却往往小于微下击暴流，微下击暴流撞击地面后产生的径向风速往往可高达75m/s[2]。李宏海[3]根据全国观测站的数据，依据下击暴流发生的频率将我国划分为三个区域，其中年发生频率在5%以下的定义为Ⅰ区（低发区），年发生频率在5%到15%的区域划分为Ⅱ区（高发区），年发生频率在15%以上的区域划分为Ⅲ区（频发区）。从图1.2可以看出，我国南部为下击暴流的频发区域。下击暴流在频发区域内，每年累计产生的天数为54.75天，也是说平均每周就将发生一次下击暴流极端气候。图1.1下击暴流示意图图1.2我国下击暴流发生频率分区图Figure1.1downburstFigure1.2frequencydivision下击暴流作为极端异常风中的一种，风口正下方将产生极大的风压力，其下沉气流撞击地面后产生的径向高速风在一定范围内造成水平冲击作用，将对各类建筑结构造成不同程度的破坏作用。Holmes[4]指出在美国、日本以及澳大利亚等国家和地区中下击暴流也对大量建筑结构及工程造成了极大的破坏作用。Fujita[5]通过对下击暴流现场实测资料的分析，美国每年发生下击暴流的次数约为3500余起，远高于龙卷风等其他极端气候。例如美国德克萨斯州2009年发生瞬时风速高达29m/s的下击暴流，此次灾害造成了当地一所轻钢结构的橄榄球场完全破坏倒塌，其经济损失高达400万美元，如图1.3(a)所示[6]。在我国，下击暴流发生频率同样极高并且造成了一系列的结构破坏
下击暴流造成相关破坏
【参考文献】：
期刊论文
[1]“东方之星”客轮倾覆事件中气象预警服务及应对启示[J]. 毛以伟. 城市与减灾. 2018(02)
[2]稳态冲击风作用下高层建筑风荷载特性试验研究[J]. 邹鑫,汪之松,李正良. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[3]Pressure distributions on prism-shaped buildings in experimentally simulated downburst[J]. LI HongHai,OU JinPing. Science China（Technological Sciences）. 2014(10)
[4]雷暴冲击风作用下双坡屋面风压分布[J]. 汤卓,王兆勇,卓士梅,吕令毅. 东南大学学报(自然科学版). 2014(01)
[5]稳态冲击风作用下拱形屋面风压分布试验研究[J]. 陈勇,崔碧琪,余世策,关士杰,楼文娟. 工程力学. 2013(07)
[6]下击暴流作用下平屋面风荷载CFD数值模拟[J]. 陈波,贾蕗宇,田晨. 北京交通大学学报. 2013(01)
[7]球壳型屋盖在冲击风作用下的抗风设计参数及CFD分析[J]. 陈勇,崔碧琪,彭志伟,余世策,楼文娟,孙炳楠. 空气动力学学报. 2012(04)
[8]下击暴流风场的大气边界层风洞模拟研究[J]. 段旻,谢壮宁,石碧青. 建筑结构学报. 2012(03)
[9]运动雷暴冲击风水平风速时程分析及现象模型[J]. 陈勇,柳国光,徐挺,余世策. 同济大学学报(自然科学版). 2012(01)
[10]下击暴流作用下建筑物表面风压分布模拟[J]. 李宏海,欧进萍. 工程力学. 2011(S2)
博士论文
[1]下击暴流时空分布统计与风场特性和结构风荷载实验研究[D]. 李宏海.哈尔滨工业大学 2015
硕士论文
[1]下击暴流作用下大跨马鞍形屋盖风荷载特性研究[D]. 徐健峰.西南科技大学 2019
[2]下击暴流作用下工业厂房的风荷载特性研究[D]. 刘鸿.重庆大学 2017
[3]考虑粗糙度地貌的下击暴流风场及高层建筑风荷载特性研究[D]. 董志超.重庆大学 2017
[4]下击暴流作用下低层双坡屋面建筑风荷载分布特性的数值研究[D]. 曹洪明.合肥工业大学 2017
[5]稳态冲击射流作用下建筑结构的风压特性研究[D]. 唐伟峰.重庆大学 2015
[6]考虑地形影响的稳态冲击射流作用下高层建筑风压特性分析[D]. 左其刚.重庆大学 2015
本文编号：3538626
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