雪荷载实测与风洞实验模拟方法研究

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1、硕士学位论文雪荷载实测与风洞实验模拟方法研究RESEARCHONSNOWLOADMEASUREMENTANDMETHODOFWINDTUNNELTEST张国龙哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TU312+.1学校代码：10213国际图书分类号：624.04密级：公开工学硕士学位论文雪荷载实测与风洞实验模拟方法研究硕士研究生：张国龙导师：范峰教授副导师：张清文讲师申请学位：工学硕士学科：结构工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU312+.1U.D.C:624.04DissertationfortheMas

2、terDegreeinEngineeringRESEARCHONSNOWLOADMEASUREMENTANDMETHODOFWINDTUNNELTESTCandidate：ZhangGuolongSupervisor：Prof.FanFengAssociateSupervisor：LecturerZhangQingwenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：StructuralEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：June,2015D

3、egree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着近年来气候变化的加剧，各种灾害频发，而作为主要灾害之一的雪灾，其影响范围更是波及交通、能源、畜牧业和建筑业等。其中因积雪导致的建筑倒塌事故更是给人们造成了重大的生命和财产损失。然而由于我国在建筑雪荷载研究方面仍处于初级阶段，存在基础数据匮乏，设施简陋和研究水平低等问题。故本文以哈尔滨地处我国北部，属于多雪地区的地理优势，对地面雪密度和典型屋面积雪分布进行实测研究，并基于Kind相似准则对实测模型周边积雪分布进行风洞实验研究。主要内容如下：本

4、文首先系统总结了相关文献，归纳得到城市地区雪密度的主要影响因素。以哈尔滨地区2012年~2013年雪密度和气象条件的实测结果为基础，运用方差分析和回归分析得到了雪密度的计算公式。并以此作为功能函数进行灵敏性分析，得到了各因素对雪密度贡献程度的量化结果。最后通过对2010年雪密度的预测和分析，确定了回归方程的适用范围。在积雪分布实测方面，通过对国内外规范进行对比分析，总结得到我国荷载规范在临界坡度、积雪漂移量和局部堆积等方面存在的差异和不足，并以此设计了可组成多种工况的模块化实测模型。通过跟踪观测，得到了单坡屋面临界坡度下限值、双坡屋面积雪漂移量与坡度的关系以及高低跨屋面中上层屋面坡度对下

5、层屋面堆雪效应的影响。通过对带女儿墙平屋面的实测，得到了女儿墙处积雪的主要堆积形式和尺寸。在风洞实验方面，通过对国内外相关研究的总结分析，明确了积雪漂移风洞实验方法。分别以哈尔滨和日本札幌SusumuOikawa的实测结果为原型，采用小苏打和细硅砂为模拟颗粒，基于Kind相似准则，进行了风洞实验。通过实验结果的对比分析，得到了实验风速的计算原则、颗粒预铺长度的选取方法和积雪漂移风洞实验的截面阻塞率上限值。关键词：风致雪漂移；雪密度；积雪分布；实地测量；风洞实验-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAstheclimatechangesdeadlyinrecentyears,

6、therearemoredisasters.Asoneofthem,thesnowdisasterhasaseriousinfluenceintheenergy,transportation,animalhusbandryandtheconstructionindustry.Unfortunately,theresearchonthisissueinChinahasjustbegun.Therearelotsofproblems.Suchastheshortageofdata,badequipmentandlowresearchlevel,etc.Therefore,withtheadv

7、antageoflocatedinHarbininnorthChina,Aresearchonthemeasurementsofsnowdensityanddistributiononroofswasmade.Basedonthedatameasured,aresearchonthemethodofwindtunneltestwasmadelater.Themainworkofthispaperisfocusedonthefollo