低層房屋風(fēng)雨作用效應(yīng)的數(shù)值研究.pdf

1、我國沿海地區(qū)臺(tái)風(fēng)活動(dòng)頻繁，臺(tái)風(fēng)經(jīng)常造成大量建筑物尤其是量大面廣的低層房屋的損傷甚至破壞。臺(tái)風(fēng)登陸前后往往伴隨著強(qiáng)降雨過程，強(qiáng)風(fēng)攜帶著暴雨共同襲擊低層房屋，往往是造成房屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)破壞的主要原因。因此，如何較全面地掌握低層房屋在風(fēng)雨共同作用下的風(fēng)雨荷載效應(yīng)和雨量分布特性，以便提出有效的抗風(fēng)防雨措施十分必要。 本文采用數(shù)值模擬方法探討低層房屋迎風(fēng)墻面的風(fēng)雨荷載效應(yīng)隨不同風(fēng)速、不同降雨量及不同屋面構(gòu)造形式的變化趨勢及分布規(guī)律。本文在總結(jié)

2、前人主要研究成果的基礎(chǔ)上，首先建立了以平均Navier-Stokes方程和K-ε湍流模型為基礎(chǔ)的湍流流動(dòng)基本方程及數(shù)值計(jì)算方法，并引入降雨計(jì)算模型和離散相模型，建立了雨滴軌跡和速度變化的求解方法。在此基礎(chǔ)上通過對(duì)雙坡屋面低層房屋在不同風(fēng)速、不同風(fēng)向角以及不同降雨量下的風(fēng)壓系數(shù)、雨壓系數(shù)及墻面雨量分布進(jìn)行研究，獲得了不同屋面構(gòu)造形式(無挑檐、平屋面)的低層房屋迎風(fēng)墻面的風(fēng)雨荷載變化以及風(fēng)驅(qū)雨量的分布規(guī)律，研究表明降雨產(chǎn)生的附加荷載對(duì)房屋具

3、有較顯著的影響，該附加荷載可達(dá)到純風(fēng)荷載的30％以上。 接下來，對(duì)兩棟幾何外形相同的雙坡屋面低層房屋在不同風(fēng)速、不同降雨量、不同排列形式和不同間距下的風(fēng)驅(qū)雨量分布進(jìn)行了較詳盡的數(shù)值模擬分析，得到了迎風(fēng)面各分區(qū)的局部強(qiáng)度因子和風(fēng)驅(qū)雨量以及干擾因子的變化規(guī)律，并與單體建筑的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明風(fēng)驅(qū)雨量的分布規(guī)律隨著間距的變化而與單體建筑的規(guī)律有顯著差異。最后，對(duì)三幢雙坡屋面低層房屋組成的建筑群的風(fēng)雨作用效應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，獲