落地四坡房屋表面积雪分布分析

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1、分类号：TU310710-2015128019硕士学位论文落地四坡房屋表面积雪分布分析杜书朝导师姓名职称颜卫亨教授申请学位级别工学硕士学科专业名称结构工程论文提交日期2018年4月19日论文答辩日期2018年6月1日学位授予单位长安大学TheAnalysisofSnowDistributiononSurfaceAreaofLandingHippedCampingHouseADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：DuShuzhaoSupervisor：YanWeihengChang’anUniversity,X

2、i’an,China摘要落地四坡房屋属于典型的轻型低矮房屋，其本身质量轻，因而所受地震作用小，而风荷载、雪荷载往往是控制荷载。由于落地四坡房屋体形特殊，而国内外规范中都没有落地四坡屋面积雪分布系数，设计时仅能参考双坡屋面积雪分布系数以及工程经验，因此开展房屋表面积雪分布分析，确定落地四坡房屋表面积雪分布系数就具有重要的理论意以及工程应用价值。本文基于计算流体力学基本理论，考虑风雪效应中雪颗粒的跃移和悬移等运动模式，以及积雪在不同位置区域的侵蚀与沉积情况，使用FLUENT软件建立合理的数值风洞，模拟立方体周围积雪分布与实测数据进行对比，不断试算以确定各个条件设置、参数取值，

3、再模拟高低屋盖表面积雪以及双坡屋面积雪来验证该方法的合理性。在此基础上，选取0°~90°范围内（5°一个风向角，共19个），5~10m/s风速范围内（6个风速）总共34个工况对落地四坡房屋进行屋面雪漂的数值模拟，得到各个工况下屋面积雪分布，并根据积雪分布规律对屋面进行合理分区得到各个分区的屋面积雪分布系数，为落地四坡房屋的抗雪设计提供理论依据。研究发现：随着风向角的改变屋面积雪堆积区域发生较大改变，整体侵蚀较多，只在部分区域发生沉积，在0°风向角下屋面整体积雪量最多，在30°风向角下屋面整体积雪量最少，在70°风向角下积雪沉积量出现最大值积雪分布系数为1.3，在80°风向

4、角下屋面总体的积雪量达到一个极大值；随着风速的增加，屋面积雪堆积量展现出不断减小的趋势，且积雪区域也不断减小，迎风面和背风屋顶在6m/s风速下积雪量最多积雪分布系数最大，背风面在5m/s风速下积雪量最多。关键词：风致雪漂移，落地四坡房屋，数值模拟，积雪分布系数iAbstractThelandinghippedcampinghousesaretypicallightlow-risehouses.Theyarelightinweightandareaffectedbyearthquakes.Windloadsandsnowloadsarecontrolloads.Duetot

5、hespecialshapeofthehouse,thesnowdistributioncoefficientofthelandinghippedcampinghouseisnotincludedintheregulationathomeandabroad.Thedesigncanonlyrefertothesnowdistributioncoefficientofthegablehouseandtheengineeringexperience.Therefore,theanalysisofsnowdistributiononthesurfaceareaandthesno

6、wdistributioncoefficientofthesurfaceareaofthehousehaveimportanttheoreticalsignificanceandengineeringapplicationvalue.Basedonthebasictheoryofcomputationalfluiddynamics,thispaperconsidersthemovementpatternsofsnowparticles,suchasthejumpingandsuspensionofsnowparticles,theerosionanddepositiono

7、fsnowindifferentlocations.TheFLUENTsoftwareisusedtoestablishareasonablenumericalwindtunnelandsimulatesacube.Thesurroundingsnowdistributionwascomparedwiththemeasureddata,andtrialcalculationsweremadetodeterminetheconditionsettings,parametervalues,andthensimulatedthesn