【摘 要】
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平面L形双坡房屋在我国野营房屋及民用房屋中应用较为广泛。随着轻型材料在房屋建筑中大量使用,非矩形平面的L形双坡轻型房屋对风雪作用较为敏感,风雪荷载往往也成为其控制荷载,但目前国内外相关荷载规范中尚无关于平面L形双坡屋面积雪分布系数的规定,也尚未见到针对平面L形双坡屋面风致雪漂移研究的相关报道。工程实践中往往只能参照相似房屋形体或经验进行设计,可能存在安全隐患。为此对平面L形双坡屋面积雪分布规律及积
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平面L形双坡房屋在我国野营房屋及民用房屋中应用较为广泛。随着轻型材料在房屋建筑中大量使用,非矩形平面的L形双坡轻型房屋对风雪作用较为敏感,风雪荷载往往也成为其控制荷载,但目前国内外相关荷载规范中尚无关于平面L形双坡屋面积雪分布系数的规定,也尚未见到针对平面L形双坡屋面风致雪漂移研究的相关报道。工程实践中往往只能参照相似房屋形体或经验进行设计,可能存在安全隐患。为此对平面L形双坡屋面积雪分布规律及积雪分布系数进行分析与探讨,具有较好的理论意义与工程价值。为获得平面L形双坡屋面风致雪漂规律,采用FLUENT软件,选择基于欧拉-欧拉方法的Mixture多相流模型,通过与Oikawa的TTU标准模型实测结果进行对比,分析与探讨建立数值风洞的关键技术及参数设置;并同Tsuchiya高低屋面实地观测结果进行对比分析,验证所建立数值风洞方法的可行性与可靠性。在此基础上,根据相关规范及使用情况,设计反映L形双坡屋面凸块所占比重的纵横尺寸与主体相应尺寸比为1/4、1/2,屋面坡角为20o、31o、40o的分析模型;以风速为5m/s、7.5m/s、10m/s、12.5m/s,风向角为0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°,模拟共192种工况下屋面的风致雪漂移情况,得到屋面积雪分布规律,引入屋面积雪无量纲雪深,计算得到屋面积雪分布系数;同时,对课题组以往研究过的房屋体型进行简单梳理、归纳和总结,为抗雪设计提供理论依据。研究表明:采用的数值模拟方法能够较好地模拟屋面积雪分布情况。风向角对屋面积雪分布影响较大,整体而言,迎风区屋面积雪侵蚀程度较大,背风区屋面积雪侵蚀程度较小,背风区部分区域出现沉积。随着风速增大,屋面积雪总量减少,但在特定风向角下也会出现随风速增大,屋面背风区沉积程度加大的情况。平面L形双坡房屋的凸出过渡区会引起屋面积雪沉积程度加大,双坡主体屋面积雪分布系数最大可达1.23,超过规范规定的单跨双坡屋面积雪分布系数值23%,若仅参照单跨双坡屋面进行设计,可能存在安全隐患。
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