台风风场下低矮房屋风特性的实测与风洞试验研究

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1、学校代号：学号：密级：10532S11011188公开湖南大学硕士学位论文台风风场下低矮房屋风特性的实测与风洞试验研究Fieldmeasurementsandwindtunneltestsofwindeffects●●J-‘4‘。onlow—risebuildingsduringtyphoonsbyLONGShuiB．E．(HunanUniversity)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineering1nCivilE

2、ngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLIQiushengApril2014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：多她吼沙孵6月帅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

3、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。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密《(请在以上相应方框内打“√”)作者答名．必桴作者签名：J比／叫聊签名：耨fj纱日期：乙句I牛年6月J午曰日期：加l嘶年6月f中日台风风场下低矮房屋风特性的实测与风洞试验研究摘要我国处于世界上受台风影响最频繁且最严重的西太平洋海岸，每年由于风灾造成的损失巨大。大量调查资料

4、表明，低矮房屋的损毁是导致台风灾害中人员伤亡和财产损失的主要因素之一。因此，开展台风风场下低矮房屋风载特性的研究显得极为重要。本文采用现场实测与风洞试验相结合的方法，对台风风场下低矮房屋的风载特性进行了深入研究。本文主要研究内容及成果如下：(1)基于平坡屋面台风实测房系统，对强台风“尤特"进行了监测，获得了其登陆过程的实测风速、风向和风压数据。通过对实测风速、风向数据的分析计算，得到近地风场平均风速、平均风向、湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度及脉动风速功率谱等风特性，并分析了阵风因子与湍流强度之间的相关性。通过对屋面风压实测数据的分析，得出了屋面风压

5、的分布规律，并进一步探讨了风压系数的非高斯性。结果表明：阵风因子与湍流强度呈正相关，Karman谱与实测风速谱最为吻合；斜风向作用时屋檐角部区域将形成较大的局部风压，风压系数及其峰值因子的概率分布均呈非高斯性。(2)基于双坡屋面台风实测房系统，监测获得了强热带风暴“温比亚"登陆过程的实测风速、风向和风压数据。基于实测数据，计算得到“温比亚"登陆过程中近地风场的平均风速和风向以及对应的湍流参数如湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度及风速谱等。研究了双坡屋面的风压分布规律。研究结果表明：在斜风向作用下，屋檐角部和屋脊角部边缘区域将形成较大的平均风压和峰值负压

6、；风压系数和峰值因子概率分布明显偏离对数概率分布，但与极值I型分布及威布尔分布都能较好地吻合。(3)开展了缩尺比为1：20的平坡屋面模型和双坡屋面模型的风洞测压试验，研究分析了两种模型的表面风压特性。将风洞试验结果与实测结果进行了对比研究分析，并且探讨了不同地貌特征对风洞试验结果的影响。研究结果表明：风压系数随地貌粗糙程度的增大而增大；斜风向作用下，平坡屋面模型屋檐角部区域、双坡屋面模型屋檐角部及屋脊角部区域都将形成较大的局部负压，与实测结果对比得知，风洞试验结果相对低估了受气流分离和锥形漩涡影响的角部区域的峰值负压。本文以实测结果为基准，结合风洞试

7、验，深入研究了低矮房屋在台风作用下的风载特性，以期为沿海台风多发地区低矮房屋的抗风设计提供参考。关键词：低矮房屋；台风：现场实测：风洞试验：风特性：风荷载II硕士学位论文AbstractChinahasbeenfrequentlyandseriouslyinfluencedbytropicalcyclones．Previouswind-relateddisasterinvestigationsindicatedthatmostdestroyedbuildingsduringdisasterswerelow-risebuildings，whichcau

8、sedsignificantpropertylossesandheavycausalities．Hence，