運(yùn)動雷暴沖擊風(fēng)對大跨及高層結(jié)構(gòu)的作用研究.pdf

1、雷暴沖擊風(fēng)是雷暴天氣產(chǎn)生的從中心向外圍擴(kuò)散的強(qiáng)下沉氣流，短時間內(nèi)產(chǎn)生瞬態(tài)強(qiáng)風(fēng)，引起極高的近地面風(fēng)速，造成了國內(nèi)外大量結(jié)構(gòu)物的破壞，其已成為國際上強(qiáng)風(fēng)荷載研究領(lǐng)域的熱點問題。目前對于穩(wěn)態(tài)雷暴沖擊風(fēng)的風(fēng)場特性已有較為全面的認(rèn)識，而對于運(yùn)動雷暴沖擊風(fēng)的風(fēng)場及其對建筑物的作用的研究還非常少。本文主要采用沖擊風(fēng)風(fēng)洞試驗和數(shù)值模擬方法對運(yùn)動沖擊風(fēng)進(jìn)行了研究。
　　 運(yùn)動雷暴沖擊風(fēng)是一種非穩(wěn)態(tài)風(fēng)場。本文基于采用壁面射流試驗裝置獲得的運(yùn)動沖擊風(fēng)

2、流場試驗數(shù)據(jù)，分析了沖擊風(fēng)射流速度、運(yùn)動速度、射流高度、射流傾角對水平風(fēng)速時程的影響，提出了現(xiàn)象模型，該模型可被用于獲得在不同的沖擊風(fēng)參數(shù)下的風(fēng)速時程。然后，選擇多個文獻(xiàn)給出的不同沖擊風(fēng)水平風(fēng)速橫廓線模型，并結(jié)合矢量合成方法獲得水平風(fēng)速時程，并與該現(xiàn)象模型結(jié)果進(jìn)行對比。
　　 根據(jù)壁面射流模型，通過Fluent動網(wǎng)格技術(shù)模擬了運(yùn)動雷暴沖擊風(fēng)，沖擊風(fēng)被模擬成氣流從一個圓形射流口噴出，沖擊到一塊平板上。分析了運(yùn)動沖擊風(fēng)作用下大跨屋蓋

3、、高層結(jié)構(gòu)在沖擊風(fēng)運(yùn)動了不同的距離后表面的風(fēng)壓分布，并與穩(wěn)態(tài)沖擊風(fēng)作用下的風(fēng)壓分布作了對比。通過改變沖擊風(fēng)的射流速度、運(yùn)動速度來研究各測點的風(fēng)壓時程變化曲線，并分析了風(fēng)壓系數(shù)、升力系數(shù)、阻力系數(shù)等隨運(yùn)動速度、射流風(fēng)速的變化。
　　 基于前面模擬的沖擊風(fēng)作用下結(jié)構(gòu)表面的風(fēng)壓時程，對大跨及高層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)響應(yīng)時程分析，獲得了雷暴沖擊風(fēng)作用下結(jié)構(gòu)的位移、加速度時程。給出了“動態(tài)位移放大系數(shù)”的定義，分析了動態(tài)位移放大系數(shù)隨結(jié)構(gòu)頻率的