东南沿海低矮房屋表面风荷载数值模拟与抗风设计研究

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1、犬拔－大學ＤＡＬＶＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＡＮＵＮＩＥＲ工睡ｆｉＳＳ士享位文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ／＾＼Ｉｃｏｉ东南沿海低矮房屋表面风荷载数值模拟与抗风设计研究建筑与土木工程工程领域———－＿＿————作者姓名？指导教师答辩日期专业学位硕士学位论文东南沿海低矮房屋表面风荷载数值模拟与抗风设计研究ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＳｕｒｆａｃｅＷｉｎｄＬｏａｄａｎｄＷｉｎｄＲｅｓｉｓｔａｎｔｎ－ＤｅｓｉｆｏｒＬｏｗｒｉｓｅＢｕｉｌｄ

2、ｉｎｓｉｎＳｏｕｔｈｅａｓｔＣｏａｓｔａｌＡｒｅａｓｇｇ作者姓名：李牧羽学科、专业：建筑与土木工程学号：３１３０６０５７指导教师：李钢教授完成日期：２０１５年５月犬違理工丈含ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中巳经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体巳经发表的研究成果，也不包含其他巳申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均

3、已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：絲沿潘他本Ｉ＆访為会ｊｇａ通ｉ厚泰ｆ耐Ｊ作者签名；划日期：２０丨Ｓ年６月日？处大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要大量低矮房屋在台风作用下倒塌破坏是造成村镇区域风灾损失的主要原因，因此全面掌握低矮房屋表面风荷载特性和分布规律，提出有效的抗风设计方法十分必要。近年来随着计算机技术的飞速发展以及数值模拟理论的完善，计算流体动力学（ＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌＦｌｕｉｄＤｙｎａｍｉｃｓ，简称ＣＦＤ）以其独特的优势在结构风工程领域得到了广泛的应用一，同时

4、也为低矮房屋表面风荷载的数值模拟研宄提供了条有效的途径。本文主要运用ＣＦＤ常用软件ＦＬＵＥＮＴ，利用其在建模和参数分析上的灵活性，分析了低矮房屋屋面风荷载的分布规律，，研究了房屋体型参数对屋面风荷载的影晌给出了低矮房屋抗风简化设计方法。主要工作如下：１、ｅ（ＳｌｓｏｅＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｔｔｅ６ｍＣｕｅ）对Ｓｉｌｓｏｉｉｕｂ标准模型和双坡带挑檐低矮房屋进行风场的数值模拟，考察了模型在９０度、４５度风向角下表面风压分布的特点，将数值模拟与现场实测实验以及风洞试验结果进行比较，验证钝体绕流数值模拟的精度，研宄了风场绕钝体建筑物的流动规律和建筑物表面平均

5、风压的分布规律。２、对１０种屋面倾角、３种高深比、３种宽深比，共６０个双坡低矮房屋模型进行风场的数值模拟，借鉴国外荷载规范对屋面进行分区，得到屋面最不利风荷载分区体型系数，分析了屋面倾角、高深比、宽深比对风压分布的影响，利用最小二乘法对各分区体型系数进行了屋面倾角、高深比和宽深比三参数的拟合，并将拟合公式和多国风荷载规范给定值进行比较，验证了拟合公式的可靠性。３、以拟合公式为基础，参照国外荷载规范给出了我国荷载规范中风荷载分区体型Ｅ－Ｍ系数的建议值，用于屋面主体结构的计算。借鉴美国规范ＡＳＣ７１０（ｉｎｉｍｕｍｄｅｓｉｇｎｌｏａｄｓｆｏｒｂｕｉｌｄｉ

6、ｎｓａｎｄｏｔｈｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ），ｇ改进中国荷载规范中平均风压的计算方法给出了合理的抗风简化计算公式。同时，以东南沿海台风多发地区的低矮房屋为例，研究了运用简化计算公式计算屋面风压的流程，并和风洞实验结果作比较，最后总结了农村低矮房屋抗台风可用的构造和加固方法，供工程设计和建造时参考。关键词：低矮房屋；ＣＦＤ数值模拟；体型系数；风荷载规范；抗风设计－－Ｉ东南沿海低矮房屋表面风荷载数值模拟与抗风设计研究Ａｂｓｔｒａｃｔ＇Ｔｈｏｏｎｓｖｉｓｉｔｏｆｔｅｎｃａｕｓｅｓｅｖｅｒｅｄａｍａｅｏｒｄｅｓｔｒｏｔｏａｍａｓｓｏｆｂ

7、ｕｉｌｄｉｎｓｅｓｅｃｉａｌｌｔｈｅｙｐｇｙｇｐｙ－ｅｘｌｂｕｄ．ｈｋｅｃｈｅｗｉｄｅｌｙｉｓｔｉｎｇｏｗｒｉｓｅｉｌｉｎｇｓＴｈｅｒｅｆｏｒｅｉｔｉｓｈｉｇｌｙｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｍａｌｅａｒｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌａｗｏｆｗｉｎｄｒｅｓｓｕｒｅｓｏｎｓｕｃｈｋｉｎｄｏｆｂｕｉｌｄｉｎｓａｎｄａｃｃｏｒｄｉｎｌｆｉｎｄｔｈｅｐｇｇｙ－ｍｅａｎｍｅ