低矮房屋风荷载特性及近地面台风风场应用研究

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1、学校代号10532学号S12011085分类号TU312+.1.密级公开硕士学位论文低矮房屋风荷载特性及近地面台风风场应用研究学位申请人姓名时峰培养单位土木工程学院导师姓名及职称李秋胜教授学科专业土木工程研究方向结构风工程论文提交日期2015年6月2日学校代号：10532学号：S12011085密级：公开湖南大学硕士学位论文低矮房屋风荷载特性及近地面台风风场应用研究学位申请人姓名：时峰导师姓名及职称：李秋胜教授培养单位：土木工程学院专业名称：土木工程论文提交日期：2015年6月2日论文答辩日期：2015年6月

2、5日.答辩委员会主席：李正农教授Investigationsofwindloadsonlow-risebuildingsandtheapplicationsoftyphoonwindfieldinsurfaceboundarylayerbySHIFengB.E.(AnhuiUniversityofTechnology)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivi

3、lEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLIQiushengMay,2015湖南大学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ｙｘ椅注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己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己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。＞作者签名：曰期：以年

4、＾月Ｗ＜＾ＡＴ曰学位论文版权使用授权书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。留并向国家有关部口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大学可Ｗ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１＾＾采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于１、□，在年解密后适用本授权书保密。＿＿＿２、不保密ａ。＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）：／作者签名：日期年／月夕日／导师签名：曰船如年月Ｊ（／八

5、低矮房屋风荷载特性及近地面台风风场应用研究摘要本文基于低矮房屋台风实测系统获得的实测数据，详细研究了台风登陆前后近地面风特性，在风洞试验中模拟了台风风场，分析了某实际工程在模拟台风风场中的风压分布。另一方面，运用现场实测和风洞试验相结合的方法研究了平坡屋面低矮房屋的风压特性和极值风压估计，探讨了现有的极值估计方法在台风实测中的应用，阐述了实测与风洞试验风压特性差异。通过进一步模拟低矮房屋屋盖角部突然破坏的风洞试验，分析了突然开孔的瞬时风压分布特征、内压频谱特性及其传播机理。本文的研究成果对台风多发地区的抗风

6、设计具有重要的意义。本文的主要结论如下：（1）台风“海鸥”登陆过程中，脉动风向强度对顺风向和横风向湍流强度均有增强作用，横风向湍流强度随着脉动风向的增大呈近似线性增长。分析发现顺风向脉动风速谱在低频段与经验谱吻合较好。（2）根据某可开合大跨屋盖结构在台风风场和常规风场试验结果分析，结果表明相同开启状态时，台风风场下活动屋盖的平均风压分布规律和B类风场相似，屋盖的开启会减小屋盖表面的平均风压。在台风风场高湍流度作用下活动屋盖更容易遭受不利极值风荷载。此外，活动屋盖的完全开启对屋盖的脉动风压系数影响显著。（3）实

7、测与试验结果分析表明屋面角部测点实测平均风压大于风洞试验结果.对于屋面边缘中部区域，垂直来流时，实测风压比试验风压大约40%。实测风压非高斯性程度强，处于负偏态和高峰态较多，相应测点的试验结果非高斯性程度弱，分析认为三参数Gamma分布可以很好地描述低矮房屋风压概率分布特性。（4）通过误差分析确定实测极值风压最佳观测短时距是30s。根据峰值风压系数估计结果，发现现有的极值估计方法难以稳定且精确地计算实测峰值风压，其中Sadek-Simiu法偏于保守，在无法准确获取峰值风压情况下，可采用该方法进行估算。基于Sa

8、dek-Simiu法的实测与试验峰值风压系数结果对比，发现实测峰值风压绝对值相对试验结果高20%~40%。（5）低矮房屋角部突然开孔时房屋内部出现瞬时负压，内压在开孔后0.05s趋于稳定。脉动内风压系数与来流湍流强度大小密切相关，内部区域风压相关程度高，可用一个测点代表内压时域特性。（6）湍流流场和均匀流场作用下内压相干函数曲线出现了不同数量的峰值，分析认为可能是建筑振动、来流湍流、特征湍流造成的。