四坡低矮房屋屋面风载特性数值模拟研究

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1、密级：中图分类号：TU312+.1硕士学位论文四坡低矮房屋屋面风载特性数值模拟研究学位类型：学术型学位学科（专业学位类别）：土木工程作者姓名：邹思敏导师姓名及职称：戴益民副教授实践导师姓名及职称：学院名称：土木工程学院论文提交日期：2015年5月22日四坡低矮房屋屋面风载特性数值模拟研究学位类型：学术型学位学科（专业学位类别）：土木工程作者姓名：邹思敏作者学号：导师姓名及职称：戴益民副教授实践导师姓名及职称：学院名称：土木工程学院论文提交日期：2015年5月22日学位授予单位：湖南科技大学NumericalSimulatio

2、nandAnalysisofWindLoadsCharacteristicsonSurfaceofLow-riseHipRoofBuildingTypeofDegreeAcademicThesisDiscipline(TypeofProfessionalDegree)CivilEngineeringCandidateZousiminStudentNumber12010202023SupervisorandProfessionalTitleAssociateProf.DaiyiminPracticeMentorandProfe

3、ssionalTitleSchoolSchoolofCivilEngineeringDateMay22，2015UniversityHunanUniversityofScienceandTechnology学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权

4、使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要近年来，极端风气候所致低矮建筑风灾呈逐年递增趋势。风灾统计表明，低矮建筑风灾主要由于屋面局部损毁或进而引起整体破坏。我国庭院、亭子等多为四坡低矮建筑，所以，开展四坡低矮建筑屋面风

5、载特性研究具有现实意义。本文基于AnsysFluent软件，采用标准k、Realizablek、RNGk和SSTk四种湍流模型，在风洞试验成果指导下开展对体型尺寸为24m×16m×4m，屋面坡角为45°的四坡低矮建筑屋面表面风压分布特征及变化规律研究，验证四种模型研究结果可靠性，以及通过对比为后续研究选择最合适的湍流模型。基于此方法对单栋四坡屋面低矮建筑进行了数值模拟研究，以主要房屋参数（屋面坡角、风向角）为变量，分析了在不同坡角以及不同风向角下低矮建筑屋面局部区域风压特性的影响，获得不利工况下迎风屋面局部测

6、点风压峰值，在5°~10°坡度时，房屋A区在0°风向角时所受到的负压最大。在15°~30°时,C区在45°风向角所受风压最大，而30°与45°时，屋脊角部区域在10°与20°风向角时受到最大负风压，在不同坡度下D区尾流角部区域风压随风向角变化逐渐增大。以檐口构造参数与形状为变量，对带檐口四坡低矮建筑屋面风载特性开展研究，获得配置檐口外伸长度为1.5m、2.0m，竖向高度为1.0m、1.5m，能起到降低屋面平均风压的绝对值效果，且L=1.5m，h=1.0m为最有利抗风设计；檐口外伸长度增加能够使屋面平均风压系数的绝对值减小，能

7、够起到降低屋面风压的作用，但设置檐沟较檐口更有利于抗风设计。最后对不同屋面形式的低矮房屋进行了数值模拟，通过风向角，坡角等因素的对比分析，揭示了低矮房屋四坡、双坡、平屋面以及锥形屋面形式的抗风特性，锥形屋面更有利于抗风设计；研究成果可以为我国风灾损失地区低矮建筑抗风设计提供参考。关键词：低矮建筑；风载特性；数值模拟；湍流模型；抗风设计iABSTRACTInrecentyears,thewinddamageoflow-risebuildingwhichcausedbytheextremewindclimatewasgradua

8、llyincreasing.Hurricanestatisticsshowsthatlow-risebuildingwinddisasterismainlyduetotheroofoflocalstormdamagecausedoveralldamage.Inourcountry,gard