【摘要】：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和建造水平的迅速發(fā)展,城市中的高層建筑群已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮。它們極大地緩解了土地資源壓力,改善了工作生活環(huán)境,是現(xiàn)代化城市建設(shè)發(fā)展的中堅(jiān)力量。實(shí)際上,建設(shè)高層建筑群并不僅僅是數(shù)量上的疊加,更要充分考慮建筑物的相互影響,尤其是對(duì)水平風(fēng)壓的影響。與單體建筑相比,群體建筑的風(fēng)場(chǎng)環(huán)境更加復(fù)雜,表面風(fēng)壓的分布規(guī)律變化很大,因此需要對(duì)建筑群進(jìn)行更深入的研究分析。本文基于FLUENT軟件,對(duì)由四幢高層建筑組成的建筑群進(jìn)行了不同條件下的數(shù)值風(fēng)洞模擬,從而探討建筑群的表面風(fēng)壓及風(fēng)壓系數(shù)的分布規(guī)律。主要的研究工作如下:通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn),對(duì)建筑風(fēng)工程的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分類回顧和總結(jié),主要包括建筑風(fēng)環(huán)境、結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載、結(jié)構(gòu)風(fēng)沙荷載以及荷載干擾效應(yīng)這四個(gè)方面的內(nèi)容。詳細(xì)闡述了數(shù)值風(fēng)洞模擬的基本理論和基本方法,并對(duì)關(guān)鍵步驟進(jìn)行了重點(diǎn)說(shuō)明。又以經(jīng)典建筑模型—CAARC模型為例進(jìn)行了數(shù)值模擬,驗(yàn)證了本文方法的可行性和可靠性。建立了幾何尺寸為20m×20m×100m的單體建筑模型,并以此模型為基礎(chǔ)建立了雙塔建筑模型和群體建筑模型。接著對(duì)三種模型分別進(jìn)行了相同條件的數(shù)值風(fēng)洞模擬,得到了三種情況下建筑物的表面風(fēng)壓及風(fēng)壓系數(shù)的分布情況。采用六種不同大小的風(fēng)速對(duì)建筑群進(jìn)行數(shù)值模擬,其中最小風(fēng)速10m/s,最大風(fēng)速35m/s,風(fēng)速的參考高度均為10m。模擬得到了建筑群的表面風(fēng)壓及風(fēng)壓系數(shù)隨風(fēng)速的變化規(guī)律。研究表明:隨著風(fēng)速逐漸增大,上游建筑物風(fēng)壓系數(shù)的梯度逐漸減小,其中風(fēng)壓系數(shù)較高的迎風(fēng)側(cè)系數(shù)值降低,而風(fēng)壓系數(shù)較低的背風(fēng)側(cè)系數(shù)值升高;下游建筑物風(fēng)壓系數(shù)的梯度逐漸增大,其中屋頂面、迎風(fēng)面以及兩個(gè)側(cè)面的風(fēng)壓系數(shù)均升高,背風(fēng)面的風(fēng)壓系數(shù)降低;隨著風(fēng)速逐漸增大,建筑群的表面風(fēng)壓迅速升高。通過(guò)改變建筑物的橫方向間距得到了四種不同布局的建筑群模型。本文定義γ_1(γ_2)為上(下)游建筑物的橫風(fēng)向間距與建筑物寬度之比,四種布局形式分別為γ_1=1,γ_2=1;γ_1=1,γ_2=3;γ_1=3,γ_2=1以及γ_1=3,γ_2=3。對(duì)這四種不同布局的建筑群模型分別進(jìn)行相同條件下的數(shù)值風(fēng)洞模擬,并將所得結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。研究表明,當(dāng)γ_1與γ_2均為1時(shí),建筑群的最大正壓區(qū)分布在上游建筑物的迎風(fēng)面上,而最大負(fù)壓區(qū)則分布在上游建筑物的屋頂面和內(nèi)側(cè)面上;當(dāng)γ_1=1,γ_2=3時(shí),建筑群的最大正壓區(qū)分布在上游建筑物的迎風(fēng)面上,而最大負(fù)壓區(qū)則分布在下游建筑物的外側(cè)面上;當(dāng)γ_1=3,γ_2=1時(shí),建筑群的最大正壓區(qū)分布在上、下游建筑物的迎風(fēng)面上,而最大負(fù)壓區(qū)則分布在下游建筑物的內(nèi)側(cè)面上;當(dāng)γ_1=3,γ_2=3時(shí),建筑群的最大正壓區(qū)分布在上游建筑物的迎風(fēng)面上,而最大負(fù)壓區(qū)則分布在上游建筑物的屋頂面上。采用三種不同含沙量的攜沙風(fēng)分別對(duì)建筑群進(jìn)行數(shù)值模擬,沙粒相的體積分?jǐn)?shù)分別為0.5×10~(-5)、1×10~(-5)、2×10~(-5)。模擬得到了建筑群的表面風(fēng)壓及風(fēng)壓系數(shù)隨含沙量的變化規(guī)律。研究表明:隨著沙粒相的體積分?jǐn)?shù)逐漸增大,建筑群的表面風(fēng)壓及風(fēng)壓系數(shù)均呈現(xiàn)出整體升高的趨勢(shì)。其中,上游建筑物的背風(fēng)面,下游建筑物的屋頂面和背風(fēng)面受沙粒相影響較小,其余各面受影響較大。
【圖文】：

吉林建筑大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第 1 章 緒論景界常見(jiàn)的一種天氣現(xiàn)象，是空氣相對(duì)于地表的水平能夠極大地改善人類及其它動(dòng)植物的生存環(huán)境，如海水的熱量分布、為我們帶來(lái)充足的降水和清潔的處的同時(shí)，這一自然現(xiàn)象也給人類社會(huì)造成了諸多的 7 日，建成僅 4 個(gè)月的華盛頓塔科馬海峽大橋發(fā)生了 所示，順峽谷而來(lái)的風(fēng)作用在橋面上下兩端，激起發(fā)生了嚴(yán)重的扭曲變形，，最終致使大橋徹底斷裂損

圖 1-2 渡橋電廠冷卻塔事故Fig.1-2 Cooling tower accident in Ferrybridge Power Station代城市中的建筑群往往高大而密集，因此其內(nèi)部風(fēng)場(chǎng)十分復(fù)雜，的高層建筑，又有別于低矮的建筑群落。眾多的教訓(xùn)提醒我們，對(duì)建筑群風(fēng)場(chǎng)的研究，從而以更科學(xué)的方法進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，有效生。筑物風(fēng)場(chǎng)的形成原理近地風(fēng)特性氣沿地表水平運(yùn)動(dòng)時(shí)[1]，會(huì)受到來(lái)自地面的摩擦阻力，導(dǎo)致能量降。如圖 1-3 所示，在粘性力的影響下，地表的摩擦作用逐漸向高度的增加而逐漸減弱。當(dāng)達(dá)到邊界層厚度時(shí)，摩擦力的影響將
【學(xué)位授予單位】：吉林建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU973.213

【參考文獻(xiàn)】

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1 余先鋒;謝壯寧;顧明;;群體高層建筑風(fēng)致干擾效應(yīng)研究進(jìn)展[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2015年03期

2 方平治;顧明;談建國(guó);欒桂漢;;阻塞率對(duì)表面風(fēng)壓系數(shù)影響的數(shù)值模擬[J];建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2013年03期

3 張敏;樓文娟;何鴿俊;沈國(guó)輝;陳水福;;群體高層建筑風(fēng)荷載干擾效應(yīng)的數(shù)值研究[J];工程力學(xué);2008年01期

4 呂少琳;陳水福;李建宏;焦q戲

本文編號(hào)：2675445