低矮建筑風(fēng)雨作用效應(yīng)的數(shù)值與實測研究.pdf

1、我國地處于太平洋西岸，擁有綿延漫長的海岸線，而且季風(fēng)盛行。歷年來東南沿海地區(qū)頻遭臺風(fēng)災(zāi)害的侵襲。臺風(fēng)的到來往往伴隨著暴風(fēng)雨，風(fēng)雨共同作用是沿海地區(qū)低矮建筑遭到破壞的重要原因，對建筑物的安全造成了很大的威脅。目前國內(nèi)外對于雨荷載的研究還比較少，因此探究風(fēng)雨對低矮房屋的作用效應(yīng)意義重大，也可為東南沿海地區(qū)的房屋抗風(fēng)提供設(shè)計依據(jù)。
　　 本文首先采用基于計算流體力學(xué)的數(shù)值模擬方法對三維低矮房屋的風(fēng)驅(qū)雨作用進(jìn)行了研究。研究中，先對不同風(fēng)

2、速條件下的風(fēng)場進(jìn)行模擬，得到低矮房屋迎風(fēng)面的風(fēng)荷載分布情況；再通過Fluent中的離散相模型(DPM)隨機插入雨滴，得到風(fēng)場中每個雨滴的運動軌跡，獲得降落到迎風(fēng)面的所有雨滴位置、速度及質(zhì)量流信息。后處理分析時，對迎風(fēng)面進(jìn)行分區(qū)，統(tǒng)計各分區(qū)內(nèi)的風(fēng)荷載、風(fēng)驅(qū)雨量(LIF值)及雨荷載在建筑迎風(fēng)面上的分布規(guī)律。
　　 在三維風(fēng)驅(qū)雨數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了不同風(fēng)向角對低矮建筑風(fēng)驅(qū)雨作用效應(yīng)的影響，考慮了三種風(fēng)向角：30°、45°和6

3、0°的情況，并對200mm/h的降雨強度下的工況進(jìn)行了重點分析。統(tǒng)計各個風(fēng)向角情況下建筑迎風(fēng)面上風(fēng)驅(qū)雨量、雨荷載在水平方向和豎直方向的分布規(guī)律。
　　 最后對一幢典型房屋的風(fēng)驅(qū)雨作用開展了現(xiàn)場實測。介紹了實驗主要儀器、實驗方案、實驗步驟及實測具體過程等，將實測分析的結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了對比分析。數(shù)值與實測研究表明，僅在強風(fēng)(風(fēng)速10m/s以上)和暴雨(降雨量100mm/h以上)同步出現(xiàn)的極端暴風(fēng)雨天氣條件下，雨荷載才比較顯著