雷暴沖擊風(fēng)對球殼型及拱型屋面作用的研究.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(shí)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(diǎn)問題。目前對于雷暴沖擊風(fēng)的風(fēng)場特性已有較為全面的認(rèn)識,而涉及對建筑物作用的研究還較少,特別是對于大跨度屋面的系統(tǒng)研究都尚未見報(bào)道。本文主要采用沖擊風(fēng)風(fēng)洞試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法對球殼型屋面及拱型屋面進(jìn)行雷暴沖擊風(fēng)作用下的研究。
　　 由于雷暴沖擊風(fēng)風(fēng)場與設(shè)計(jì)規(guī)范所采用的大

2、氣邊界層風(fēng)場有顯著的區(qū)別,因此常用的抗風(fēng)設(shè)計(jì)參數(shù)并不適用于沖擊風(fēng)作用下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。故本文首先考慮一般建筑物,從理論上建立符合以往設(shè)計(jì)習(xí)慣的沖擊風(fēng)靜力風(fēng)荷載計(jì)算公式,給出了沖擊風(fēng)的風(fēng)高系數(shù),并推導(dǎo)了從沖擊風(fēng)風(fēng)洞試驗(yàn)或數(shù)值模擬來獲得建筑物體型系數(shù)的方法。
　　 在建立沖擊風(fēng)風(fēng)荷載理論后,以球殼型大跨屋面和拱型大跨屋面為具體研究對象,按照流體相似準(zhǔn)則制作了相應(yīng)風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ?并利用自行設(shè)計(jì)的大口徑多功能的沖擊風(fēng)風(fēng)洞射流裝置,進(jìn)行了其在穩(wěn)

3、態(tài)沖擊風(fēng)作用下的風(fēng)壓特性研究。通過改變球殼型屋面模型的體型參數(shù),研究了不同失跨比、高跨比、跨度、風(fēng)向角等參數(shù)下的受沖擊風(fēng)作用屋面表面風(fēng)壓分布規(guī)律。相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果還與大氣邊界層風(fēng)場中的類似試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。另外也研究了大跨屋蓋在沖擊風(fēng)三維風(fēng)場不同位置下所受到的沖擊風(fēng)作用,揭示了沖擊風(fēng)風(fēng)場豎向風(fēng)速對屋面風(fēng)壓分布規(guī)律的影響。
　　 數(shù)值模擬方面,建立了足尺的沖擊風(fēng)風(fēng)場的數(shù)值風(fēng)洞,以與試驗(yàn)研究尺寸一致的大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)為研究對象,通過改變