低矮建筑风雪流作用实测、试验与数值模拟

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1、国内图书分类号：TU312/O368密级：公开国际图书分类号：624西南交通大学博士研究生学位论文低矮建筑风雪流作用实测、试验与数值模拟国家重点研发计划（编号：2016YFC0802205）国家自然科学基金资助项目（编号：51378428）年级：2013级姓名：赵雷申请学位级别：工学博士专业：结构工程指导老师：赵世春教授二零一七年七月ClassifiedIndex：TU312/O368U.D.C：624SouthwestJiaotongUniversityDoctorDegreeDissertationSTUDYONSNOWDRIF

2、TONLOW-RISEBUILDINGSTHROUGHFIELDMEASUREMENT,WINDTUNNELTESTANDNUMERICALSIMULATIONNationalKeyR&DPlan(GrandNo.2016YFC0802205)ProjectsupportedbytheNationalNatureScienceFoundationofChina(GrandNo.51378428)Grade:2013Candidate:ZhaoLeiAcademicDegreeAppliedfor:DoctorSpeciality:S

3、tructuralEngineeringSupervisor:Prof.ZhaoShichunJuly2017西南交通大学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权西南交通大学可以将本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。、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于１；．保密□，在年解密后适用本授权书２．不保密使用本授权书。“”（请在以上方框

4、内打Ｖ）１，旨导：学位论文作者签名：备濟老师签名‘１１丨丨曰期曰期：：西南交通大学学位论文创新性声明。论文，是本人在导师指导下独立研宄所取得的成果本人郑重声明：所呈交的学位己经发表或撰写过的除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体。本人研究成果，均已在文中作了明确的说明。对本文的研究做出贡献的个人和集体完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文的主要创新点如下：１．采用场地实测的方式，明确了常遇雪天气候条件下，平屋面、双坡屋面、阶梯型屋面等建筑模型的屋面积雪分布特征以及

5、建筑周边积雪分布特征，同时考察了女儿４、美、力ａ、欧国荷载规范的相关内墙的影响规律，并将屋面积雪分布实测结果与中２）。（容进行了对比，提出了相关设计建议第章，明确了风速、迎风面宽度对阶２．采用风洞试验的方式影，针对屋面积雪分布特征梯型屋面建筑低阶屋面的响；风速、顺风向长度对平屋面建筑的影响；不同风速条。的单跨双坡屋面及屋面坡度为２０。的单跨、双跨及三跨的双坡屋面件下屋面坡度为１０立积雪分布特征。明确边了单个方体模型、串列及并列的２个立方体模型、品字形布置风的３个立方体模型周积雪分布特征，其中品字形布置的３

6、个立方体模型同时考虑了。。向角分别为０及１８０的影响。（第３章、第４章）础上，研究建立了基于ＣＦＤ－ＤＥＭ耦３．在梳理和总结ＣＦＤ及ＤＥＭ相关理论的基框碰合的风雪流数值模拟方法，搭建了风雪流入耦合计算架，明确了雪粒材料参数及尺寸、撞参数、雪法粒数量及输入方式、等效口风速、仿真时长与物理时间的关系等，最地后采用该方对典型阶梯型证屋面及双跨双坡屋面积雪分布进行了数值模拟，通过与场实测及风洞试验的对比验了该方法的有效性，同时运探动讨了屋面积雪对绕流特性的影响。该方法直接再现计算了雪粒子的蠕移运动、跃移、悬移运动

7、以及雪粒子间的碰撞、粘结等物理现象，准确性更高。（第５章）＇５学位论文作者签名：￥Ｉ日期：２０１７年７月１５日西南交通大学博士研究生学位论文第I页摘要随着全球极端气候的频繁出现，因风雪流作用导致房屋建筑垮塌，尤其是大跨度钢结构建筑垮塌的报道常见诸于媒体，既有事故调查表明：屋面雪荷载过大、积雪的不均匀堆载及风雪耦合作用是导致灾害发生的主要原因。同时，建筑周边积雪分布形式对其正常使用及人员出行造成较大影响，在强降雪地区，建筑物设计规划阶段如能对其周边积雪分布进行较为准确的预测、改善，并基于此对室外相关设施如门、道路、车

8、棚等合理规划，则能够提高暴风雪天出现紧急情况时逃生线路的可靠性并减少清理积雪所需要相关开销。目前，国内外针对低矮建筑风雪流作用研究较少，已有成果多局限于个别具体工程应用，缺少对其分布特征及规律进行深入探讨。因此，对典型屋面形式低矮建筑