低矮建筑風(fēng)雨作用效應(yīng)的數(shù)值與實(shí)測(cè)研究.pdf

1、我國(guó)地處于太平洋西岸，擁有綿延漫長(zhǎng)的海岸線，而且季風(fēng)盛行。歷年來(lái)東南沿海地區(qū)頻遭臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的侵襲。臺(tái)風(fēng)的到來(lái)往往伴隨著暴風(fēng)雨，風(fēng)雨共同作用是沿海地區(qū)低矮建筑遭到破壞的重要原因，對(duì)建筑物的安全造成了很大的威脅。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于雨荷載的研究還比較少，因此探究風(fēng)雨對(duì)低矮房屋的作用效應(yīng)意義重大，也可為東南沿海地區(qū)的房屋抗風(fēng)提供設(shè)計(jì)依據(jù)。
　　 本文首先采用基于計(jì)算流體力學(xué)的數(shù)值模擬方法對(duì)三維低矮房屋的風(fēng)驅(qū)雨作用進(jìn)行了研究。研究中，先對(duì)不同風(fēng)

2、速條件下的風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行模擬，得到低矮房屋迎風(fēng)面的風(fēng)荷載分布情況；再通過(guò)Fluent中的離散相模型(DPM)隨機(jī)插入雨滴，得到風(fēng)場(chǎng)中每個(gè)雨滴的運(yùn)動(dòng)軌跡，獲得降落到迎風(fēng)面的所有雨滴位置、速度及質(zhì)量流信息。后處理分析時(shí)，對(duì)迎風(fēng)面進(jìn)行分區(qū)，統(tǒng)計(jì)各分區(qū)內(nèi)的風(fēng)荷載、風(fēng)驅(qū)雨量(LIF值)及雨荷載在建筑迎風(fēng)面上的分布規(guī)律。
　　 在三維風(fēng)驅(qū)雨數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了不同風(fēng)向角對(duì)低矮建筑風(fēng)驅(qū)雨作用效應(yīng)的影響，考慮了三種風(fēng)向角：30°、45°和6

3、0°的情況，并對(duì)200mm/h的降雨強(qiáng)度下的工況進(jìn)行了重點(diǎn)分析。統(tǒng)計(jì)各個(gè)風(fēng)向角情況下建筑迎風(fēng)面上風(fēng)驅(qū)雨量、雨荷載在水平方向和豎直方向的分布規(guī)律。
　　 最后對(duì)一幢典型房屋的風(fēng)驅(qū)雨作用開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。介紹了實(shí)驗(yàn)主要儀器、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)測(cè)具體過(guò)程等，將實(shí)測(cè)分析的結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。數(shù)值與實(shí)測(cè)研究表明，僅在強(qiáng)風(fēng)(風(fēng)速10m/s以上)和暴雨(降雨量100mm/h以上)同步出現(xiàn)的極端暴風(fēng)雨天氣條件下，雨荷載才比較顯著