村镇建筑群风致干扰效应及工程应用

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:zyr2007
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我国东南沿海村镇地区的老旧低矮民房每年均会遭受台风侵扰,大量的低矮建筑被台风损坏甚至摧毁。村镇地区的低矮民房大多为双坡屋面房屋,因地形原因不同高度的房屋通常错落在一起,呈现成片分布,相邻建筑物之间存在风致干扰效应。以往的研究已经认识到高度因素对于低矮平屋面建筑群体的风荷载分布有着直接的影响,但双坡屋面房屋的气动特性与之存在差别。因此,研究不同高度低矮双坡屋面建筑群体的风荷载分布与风致干扰效应对于防范台风灾害,进一步了解东南沿海村镇地区风灾的成因与机理意义重大。本文首先使用四种不同的湍流模型对典型结构模型的风荷载分布进行了数值模拟研究,将模拟结果同现场实测及风洞试验数据进行对比,进而选出适合的湍流模型,并验证数值模拟方法的有效性。其次阐述了干扰效应的基本理论,对两栋低矮建筑群体间的干扰效应进行了数值模拟研究,探索了高度变化对两栋低矮房屋风荷载分布与干扰效应的影响,发现当高度比小于2时,随着高度比的增加,受扰房屋背风屋面负风压系数绝对值减小。在迎风屋面上,当高度比大于1时屋面风压为负,且随着高度比的增加迎风屋面负风压系数也随之增大。给出了不同高度比时屋面风压干扰系数,可供同类建筑抗风设计时参考。最后,应用“莫兰蒂”台风登陆时的实测强风数据,采用数值模拟的方法对风速实测区域实际村镇建筑群工程的风荷载与气流干扰情况进行分析。研究表明:对于此不规则低矮建筑群,60°为抗风最不利风向角,建筑群迎风面两侧以及前排房屋之间区域的风速较大。前排房屋高度的改变对于此不规则建筑群模型不同位置房屋的屋面风荷载与干扰效应产生了不同的影响。整体上,前排高度增加的房屋更易遭受风灾破坏,高度不变的房屋风灾破坏的可能性减小,建筑群外围的房屋屋面易出现较大干扰效应。干扰系数经过调整可以较好的对风荷载进行调节以满足抗风设计需求。
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