开孔厂房风压数值模拟与结构易损性研究

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1、硕士学位论文开孔厂房风压数值模拟与结构易损性研究NUMERICALSIMULATIONOFWINDPRESSUREFORINDUSTRIALPLANTSWITHOPENINGSANDVULNERABILITYRESEARCH许姝姗哈尔滨工业大学2010年6月图内图书分类号：TU392.5学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开硕士学位论文开孔厂房风压数值模拟与结构易损性研究硕士研究生:许姝姗导师:肖仪清教授申请学位:工学硕士学科:土木工程所在单位:深圳研究生院答辩日期:2010年6月授予学位单位:哈尔滨工业大

2、学ClassifiedIndex:TU392.5U.D.C:624DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringNUMERICALSIMULATIONOFWINDPRESSUREFORINDUSTRIALPLANTSWITHOPENINGSANDVULNERABILITYRESEARCHCandidate:XuShushanSupervisor:Prof.XiaoYiqingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality

3、:CivilEngineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:June,2010Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学硕士学位论文摘要随着经济的发展，在广东各沿海地区兴建了大量的轻钢型工业厂房，此类厂房的维护结构对风荷载十分敏感。而我国东南沿海地区是台风频发地区，每年因此而造成的工农业经济损失巨大，其中因工业厂房的门窗、屋盖结构遭受破坏而导致的工业经济损失尤其严重。

4、本文建立全尺寸模型，模拟轻钢型工业厂房风荷载特性并进行易损性分析，得出了厂房在开孔不开孔两种情况下的结构失效概率。主要内容包括以下几个方面：首先对广东沿海地区的工业厂房进行了灾前和灾后调查。广东沿海地区以轻钢型工业厂房居多，此类厂房的门窗面积较大，屋面板采用较轻薄的压型钢板的。台风中受损坏较严重的是门窗和屋面板，而且门窗和屋面板同时出现破坏的概率比较大。其次在通过实地考察及参阅大量的工业厂房结构图纸的基础上，利用CFD软件fluent对典型厂房进全尺寸数值模拟，得出工业厂房在门窗破坏后的各个部分总风压系数，及总风压系数与

5、开孔率、厂房的尺寸等的关系。将此数据作为易损性风荷载取值的依据。最后利用概率可靠度的方法分析广东沿海地区轻钢型工业厂房的台风易损性。本文详细考察了工业厂房屋面板破坏的原因确定了两种最常见的破坏模式，并根据此破坏模式确定了抗力及功能函数。采用改进的一次二阶矩法得到台风强度范围内厂房在开孔情况下及全封闭情况下的易损性曲线。本文给出了轻钢型工业厂房设计及施工建议：不要在墙体高处设置大面积的连体窗户，压型钢板的链接方式采用明钉式等。关键词内外压；开孔结构；轻钢型工业厂房；风灾易损性；数值模拟；计算流体力学。-I-哈尔滨工业大学硕

6、士学位论文AbstractWiththedevelopmentofeconomics,moreandmorelightsteelindustrialplantswerebuiltinthesoutheastcoastalareas;themaintencestructureofthiskindbuildingissensitivetothewindload.ThecoastareaofGuangdongprovinceisoneofthemostseriousareasthatareaffectedbythetyphoo

7、nandstorm.Typhooncausedhugeagriculturalandindustriallosseseveryyear.Theindustrialeconomiclosscausedbythedamageofplants’windowsanddoorsisparticularlarge.Thisessayestablishesafull-scalemodel.Simulatethewindloadcharacteristicoftheplantsandanalyzetyphoonvulnerability

8、.Atlastobtainthefailureprobabilityundercertainwindvelocityofbuildingwithopeningandenclosedconstruction.Themaincontentsofthisessayareasfollows:Firsttheauthorcar