在我国近海地带,台风造成的人员伤亡及巨大的财产损失主要由风灾导致房屋破损倒塌所致,受损建筑多为低矮房屋。受损程度与近海地区丘陵和山地地形有直接联系。因此,加强对典型山体地形下低矮房屋风场和风荷载特性的研究,对改进我国近海地区低矮房屋的抗风能力,减少人员财产损失有着重要的科学意义和社会价值。对于低矮房屋抗风的研究,以往主要考虑单体情况(受低矮房屋长宽比、屋面坡度等因素影响)和受周边建筑群的影响这两个方面,对于复杂山体地形下的低矮房屋抗风的研究,目前仅停留在数值模拟方面。利用风洞试验和现场实测技术对典型山体地形下低矮房屋的抗风研究还较少涉及。针对上述问题,本文利用风洞试验、数值模拟、现场实测、理论研究等方法,对典型山体地形下低矮房屋的周边流场分布、表面风压分布规律、分区体型系数、山体干扰、风压的非高斯特性等问题进行了深入系统研究。主要研究内容如下:(1)开展了在多种典型山体地形下双坡低矮房屋风洞测压试验。系统地研究了低矮房屋在受山坡与建筑物相对位置、山坡坡度、山坡高度、来流风向角等因素影响下各个表面风压系数的变化趋势,总结出各建筑表面平均风压系数和脉动风压系数随参数变化时的规律;发现低矮建筑物某些部位可能出现较大局部风压,应在设计时考虑引入局部风压系数,以避免建筑物的局部失效;发现在不同风向角下平均风压系数与山体环境有很大关系,在进行低矮房屋设计时,应对最不利风向角下的风荷载进行验算。(2)为研究低矮房屋风压系数分布形成机理,基于数值模拟方法,对单体及典型山体地形下低矮房屋的周边流场进行了具体分析,同时将风洞试验结果与数值模拟结果进行对比,结果表明:数值模拟的计算结果相对偏大,从整体趋势上看,数值模拟与风洞试验的计算结果较为相近。由于山体的存在,气流在山体与低矮房屋之间形成了漩涡,从而改变了低矮房屋的流场分布,尤其是背风面的风压分布;并总结了山坡与建筑物相对位置或山坡坡度变化时,周边流场的变化情况,进一步揭示了低矮房屋表面风压分布规律的内在成因。(3)对于某地一幢周边场地比较开阔的足尺低矮试验房模型,进行了相应的现场实测,分析了低矮房屋表面的风压分布规律,并将风洞试验结果与该足尺低矮试验房在台风“菲特”登陆时的部分实测数据进行了对比,结果表明:两者表面风压(平均风压系数、脉动风压系数)的变化规律基本一致,具有较高的吻合度;当风从角部吹向低矮屋面时,墙面和屋面风压分布特征比较规律,与实测中测得的结果基本一致,但迎风墙面角部区域和迎风屋檐处测点实测结果的平均、脉动风压系数,相对风洞试验结果偏大。(4)开展了在台风“莫拉克”登陆时海岛山坡地形下某低矮房屋的风场及表面风压实测研究,并开展相应的风洞测压试验对比研究,探究了海岛地形下低矮房屋的风场特性及风压分布规律,结果表明:由于周围的地貌对于风场的干扰较大,导致房屋表面的风压分布情况较为复杂。如:迎风面某些测点可能出现负压,而背风面和屋面的某些测点却可能出现正压;以实测风场的风剖面和湍流度作为风洞中模拟风场的依据,进行几何缩尺比为1:40的海岛地形下低矮房屋风洞测压试验,将风洞试验与实测数据进行对比,发现两者平均风压系数变化规律基本一致,其中迎风面处两者更为吻合;测点脉动风压系数的风洞值与实测值的变化规律基本一致,其风洞脉动风压系数值较实测脉动风压系数值要小。(5)目前,我国《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)提出了关于封闭式双坡屋面、靠山封闭式双坡屋面风荷载体型系数的规定。基于山区地貌的复杂性,本文将风洞试验计算得到的体型系数与规范规定的体型系数进行对比,提出了一些建议。同时参照日美建筑结构荷载规范的要求,对体型系数的分区进行细化分析,提出了一些建议。(6)对山区地形下的低矮房屋脉动风压频谱特性和概率特性做深入分析,给出了部分测点在不同工况下的脉动风压功率谱图,对影响脉动风压的主要因素进行了分析;通过相关方法对其在各种工况下表面风压概率分布是否测点风压分布具有高斯特性进行了判别;并给出了低矮房屋屋面在不同风向角下的高斯与非高斯区域划分的建议;分析总结了代表性测点随着山坡坡度、山坡高度、山坡与建筑物相对位置变化时,风压概率分布的变化规律。