【摘要】：隨著社會經(jīng)濟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)代化城市建設發(fā)展的中堅力量。實際上,建設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,尤其是對水平風壓的影響。與單體建筑相比,群體建筑的風場環(huán)境更加復雜,表面風壓的分布規(guī)律變化很大,因此需要對建筑群進行更深入的研究分析。本文基于FLUENT軟件,對由四幢高層建筑組成的建筑群進行了不同條件下的數(shù)值風洞模擬,從而探討建筑群的表面風壓及風壓系數(shù)的分布規(guī)律。主要的研究工作如下:通過查閱國內(nèi)外的相關文獻,對建筑風工程的研究現(xiàn)狀進行了分類回顧和總結(jié),主要包括建筑風環(huán)境、結(jié)構(gòu)風荷載、結(jié)構(gòu)風沙荷載以及荷載干擾效應這四個方面的內(nèi)容。詳細闡述了數(shù)值風洞模擬的基本理論和基本方法,并對關鍵步驟進行了重點說明。又以經(jīng)典建筑模型—CAARC模型為例進行了數(shù)值模擬,驗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,并以此模型為基礎建立了雙塔建筑模型和群體建筑模型。接著對三種模型分別進行了相同條件的數(shù)值風洞模擬,得到了三種情況下建筑物的表面風壓及風壓系數(shù)的分布情況。采用六種不同大小的風速對建筑群進行數(shù)值模擬,其中最小風速10m/s,最大風速35m/s,風速的參考高度均為10m。模擬得到了建筑群的表面風壓及風壓系數(shù)隨風速的變化規(guī)律。研究表明:隨著風速逐漸增大,上游建筑物風壓系數(shù)的梯度逐漸減小,其中風壓系數(shù)較高的迎風側(cè)系數(shù)值降低,而風壓系數(shù)較低的背風側(cè)系數(shù)值升高;下游建筑物風壓系數(shù)的梯度逐漸增大,其中屋頂面、迎風面以及兩個側(cè)面的風壓系數(shù)均升高,背風面的風壓系數(shù)降低;隨著風速逐漸增大,建筑群的表面風壓迅速升高。通過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。對這四種不同布局的建筑群模型分別進行相同條件下的數(shù)值風洞模擬,并將所得結(jié)果進行對比分析。研究表明,當γ_1與γ_2均為1時,建筑群的最大正壓區(qū)分布在上游建筑物的迎風面上,而最大負壓區(qū)則分布在上游建筑物的屋頂面和內(nèi)側(cè)面上;當γ_1=1,γ_2=3時,建筑群的最大正壓區(qū)分布在上游建筑物的迎風面上,而最大負壓區(qū)則分布在下游建筑物的外側(cè)面上;當γ_1=3,γ_2=1時,建筑群的最大正壓區(qū)分布在上、下游建筑物的迎風面上,而最大負壓區(qū)則分布在下游建筑物的內(nèi)側(cè)面上;當γ_1=3,γ_2=3時,建筑群的最大正壓區(qū)分布在上游建筑物的迎風面上,而最大負壓區(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分別對建筑群進行數(shù)值模擬,沙粒相的體積分數(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壓及風壓系數(shù)隨含沙量的變化規(guī)律。研究表明:隨著沙粒相的體積分數(shù)逐漸增大,建筑群的表面風壓及風壓系數(shù)均呈現(xiàn)出整體升高的趨勢。其中,上游建筑物的背風面,下游建筑物的屋頂面和背風面受沙粒相影響較小,其余各面受影響較大。
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吉林建筑大學工學碩士學位論文第 1 章 緒論景界常見的一種天氣現(xiàn)象，是空氣相對于地表的水平能夠極大地改善人類及其它動植物的生存環(huán)境，如海水的熱量分布、為我們帶來充足的降水和清潔的處的同時，這一自然現(xiàn)象也給人類社會造成了諸多的 7 日，建成僅 4 個月的華盛頓塔科馬海峽大橋發(fā)生了 所示，順峽谷而來的風作用在橋面上下兩端，激起發(fā)生了嚴重的扭曲變形，，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)部風場十分復雜，的高層建筑，又有別于低矮的建筑群落。眾多的教訓提醒我們，對建筑群風場的研究，從而以更科學的方法進行建筑設計，有效生。筑物風場的形成原理近地風特性氣沿地表水平運動時[1]，會受到來自地面的摩擦阻力，導致能量降。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。當達到邊界層厚度時，摩擦力的影響將
【學位授予單位】：吉林建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU973.213

【參考文獻】

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1 余先鋒;謝壯寧;顧明;;群體高層建筑風致干擾效應研究進展[J];建筑結(jié)構(gòu)學報;2015年03期

2 方平治;顧明;談建國;欒桂漢;;阻塞率對表面風壓系數(shù)影響的數(shù)值模擬[J];建筑科學與工程學報;2013年03期

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

4 呂少琳;陳水福;李建宏;焦q戲

本文編號：2675445