我國東南沿海地區(qū)風(fēng)災(zāi)頻發(fā),導(dǎo)致大量低矮建筑破壞,并帶來嚴(yán)重的生命財產(chǎn)損失。利用CFD數(shù)值模擬技術(shù)對東南沿海廣泛分布的低矮平屋面建筑進行屋面風(fēng)荷載特性研究,有助于了解不同體型參數(shù)對風(fēng)荷載分布規(guī)律的影響,并尋求利于建筑抗風(fēng)的體型參數(shù),為該地區(qū)低矮建筑抗風(fēng)設(shè)計提供參考依據(jù)。本文利用數(shù)值模擬技術(shù)開展相關(guān)研究工作。首先選用六種湍流模型對Silsoe Cube模型進行表面風(fēng)荷載數(shù)值模擬,并將模擬結(jié)果與現(xiàn)場實測結(jié)果以及風(fēng)洞試驗結(jié)果進行對比,驗證數(shù)值模擬低矮建筑風(fēng)荷載的可行性,并給出湍流模型選擇建議。選取不同風(fēng)向角、長寬比、高寬比、挑檐長度、女兒墻高度共56個工況模型分析低矮平屋面建筑屋面風(fēng)荷載分布特征,分析屋面平均風(fēng)壓系數(shù)隨長寬比、高寬比、挑檐長度、女兒墻高度等參數(shù)變化規(guī)律,整理出不同長寬比平屋面分區(qū)體型系數(shù),最后綜合高寬比、挑檐長度、女兒墻高度等體型參數(shù),得到不同體型低矮平屋面分區(qū)體型系數(shù)調(diào)整公式和調(diào)整系數(shù),給東南沿海地區(qū)低矮平屋面建筑抗風(fēng)設(shè)計提供參考。研究結(jié)果表明,低矮平屋面平均風(fēng)壓系數(shù)隨長寬比和高寬比的增大而增大。通過設(shè)置挑檐可以有效減小平屋面平均風(fēng)壓系數(shù),但挑檐長度的變化對屋面平均風(fēng)壓系數(shù)的大...

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 低矮建筑風(fēng)荷載特性研究現(xiàn)狀
        1.2.1 現(xiàn)場實測
        1.2.2 風(fēng)洞試驗
        1.2.3 數(shù)值模擬
    1.3 低矮建筑風(fēng)荷載研究現(xiàn)狀
        1.3.1 坡屋面低矮建筑研究現(xiàn)狀
        1.3.2 平屋面建筑研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要工作
2 風(fēng)荷載與CFD數(shù)值模擬基本理論
    2.1 風(fēng)荷載特性
        2.1.1 風(fēng)壓高度變化系數(shù)
        2.1.2 脈動風(fēng)特性
    2.2 計算流體力學(xué)基礎(chǔ)
        2.2.1 空氣流動控制方程
        2.2.2 湍流的模擬
        2.2.3 湍流模型
    2.3 計算區(qū)域的離散和方程求解
    2.4 FLUENT軟件平臺簡介
    2.5 本章小結(jié)
3 Silsoe Cube模型風(fēng)荷載數(shù)值模擬與驗證
    3.1 引言
    3.2 Silsoe模型和風(fēng)洞試驗
        3.2.1 Silsoe模型簡介
        3.2.2 Silsoe模型風(fēng)洞試驗
    3.3 Silsoe模型數(shù)值模擬
        3.3.1 計算模型及網(wǎng)格劃分
        3.3.2 邊界條件和參數(shù)設(shè)置
        3.3.3 結(jié)果分析和對比
    3.4 不同湍流模型對模擬結(jié)果的影響
        3.4.1 湍流模型選擇
        3.4.2 參數(shù)設(shè)置
        3.4.3 90°風(fēng)向角下不同湍流模型的計算結(jié)果比較
    3.5 本章小結(jié)
4 長寬比和高寬比對低矮平屋面平均風(fēng)荷載的影響研究
    4.1 引言
    4.2 模型工況及參數(shù)設(shè)置
        4.2.1 模型試驗工況
        4.2.2 邊界條件及參數(shù)設(shè)置
        4.2.3 基本模型結(jié)果分析
    4.3 長寬比對低矮平屋面風(fēng)壓分布影響分析
        4.3.1 不同風(fēng)向角下屋面風(fēng)壓系數(shù)隨長寬比變化等值線圖對比
        4.3.2 不同風(fēng)向角下屋面分區(qū)風(fēng)壓系數(shù)隨長寬比變化分析
    4.4 高寬比對低矮平屋面風(fēng)壓分布影響分析
        4.4.1 不同風(fēng)向角下屋面風(fēng)壓系數(shù)隨高寬比變化等值線圖對比
        4.4.2 不同風(fēng)向角下屋面分區(qū)風(fēng)壓系數(shù)隨高寬比變化分析
    4.5 本章小結(jié)
5 挑檐和女兒墻對低矮平屋面平均風(fēng)荷載的影響研究
    5.1 引言
    5.2 模型工況及參數(shù)設(shè)置
        5.2.1 試驗工況
        5.2.2 邊界條件及參數(shù)設(shè)置
    5.3 挑檐對低矮平屋面風(fēng)壓分布影響分析
        5.3.1 不同風(fēng)向角下屋面風(fēng)壓系數(shù)隨挑檐長度變化等值線圖對比
        5.3.2 不同風(fēng)向角下屋面分區(qū)風(fēng)壓系數(shù)隨挑檐長度變化分析
    5.4 女兒墻對低矮平屋面風(fēng)壓分布影響分析
        5.4.1 不同風(fēng)向角下屋面風(fēng)壓系數(shù)隨女兒墻高度變化等值線圖對比
        5.4.2 不同風(fēng)向角下屋面分區(qū)風(fēng)壓系數(shù)隨女兒墻高度變化分析
    5.5 本章小結(jié)
6 低矮建筑抗風(fēng)設(shè)計建議
    6.1 引言
    6.2 低矮建筑風(fēng)災(zāi)破壞形式及原因分析
        6.2.1 低矮建筑風(fēng)災(zāi)破壞形式和破壞機理
        6.2.2 東南沿海地區(qū)低矮建筑抗風(fēng)性能影響因素
    6.3 各國規(guī)范風(fēng)荷載取值規(guī)定對比
        6.3.1 屋面風(fēng)荷載體型系數(shù)
        6.3.2 各國規(guī)范平屋面風(fēng)壓體型系數(shù)規(guī)定
        6.3.3 各國規(guī)范平屋面風(fēng)壓體型系數(shù)對比
    6.4 低矮平屋面體型系數(shù)取值建議
        6.4.1 平屋面分區(qū)
        6.4.2 低矮平屋面建筑體型系數(shù)取值建議
        6.4.3 低矮平屋面體型系數(shù)建議取值與各國規(guī)范對比
        6.4.4 低矮平屋面建筑抗風(fēng)設(shè)計建議
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 本文主要工作和結(jié)論
    7.2 進一步研究展望
參考文獻



本文編號：4029155