村镇建筑风压系数数值模拟及抗风措施研究

论文摘要

我国东南沿海地区台风活动频繁。历次的风灾害调查表明,在风灾破坏的各类房屋中,低层房屋通常超过半数以上。若遇大风季节施工,房屋尚不能形成整体,各部分不能协调工作抵抗风荷载,损失更大。因此深入开展低层房屋风荷载分布特性的研究,比较在建房屋和已建房屋风荷载分布的不同,进而提出在建房屋和已建房屋不同的抗风措施,具有十分重要的意义。为了揭示在建房屋和已建房屋风荷载分布的不同,本文采用了计算机数值模拟的方法,对在建房屋和已建房屋的风荷载分布进行了计算分析。并对计算结果与风洞试验结果进行对比,验证了数值模拟的正确性和有效性。对低层房屋在建和已建工程中不同开洞情况下(只前墙开洞,前墙后墙同时开洞)进行数值模拟后,得出了风荷载的分布规律,负风压的分布位置,以及负风压系数的分布范围。在上述研究基础上,结合对我省大风受灾地区建筑物破坏情况的实地调查,本论文分析了影响低层房屋抗风性能的主要因素,从而提出了低层房屋在抗风设计中应考虑的抗风措施。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 课题的提出和研究意义
• §1-2 风及其对建筑的作用
• §1-3 风工程的研究方法
• 1-3-1 全尺寸现场实测
• 1-3-2 风洞试验方法
• 1-3-3 数值模拟（CFD）方法
• §1-4 本文研究方法和内容
• 第二章 低层房屋风荷载特性研究
• §2-1 建筑绕流及其空气动力学特性
• 2-1-1 建筑物周围风环境的形成机理
• 2-1-2 建筑物周边区域中强风的发生情况
• §2-2 屋面风荷载及风致破坏机理
• 2-2-1 屋面风荷载
• 2-2-2 屋面风致破坏机理
• §2-3 低层房屋屋面风荷载的特性研究
• 第三章 风灾情况和房屋结构类型的调查
• §3-1 我国范围内风灾害调查结果
• §3-2 我省范围内风灾害调查结果
• §3-3 我国村镇房屋的结构类型
• 第四章 风环境数值模拟的基本理论和方法
• §4-1 描述空气绕钝体流动的基本方程
• 4-1-1 运动方程和连续性方程
• 4-1-2 纳维尔一斯托克斯（Navier-stokes）方程
• §4-2 纳维尔-斯托克斯方程的求解方法
• 4-2-1 直接数值模拟（Direct Numerical Simulation, DNS）
• 4-2-2 N-S 方程的时均化及模式理论方法
• §4-3 计算区域与偏微分方程组的离散
• 4-3-1 计算区域的离散
• 4-3-2 偏微分方程组的离散
• §4-4 离散化方程的求解
• §4-5 CFD 数值模拟对已建和在建房屋风压系数的分析
• 4-5-1 研究对象和计算模型
• 4-5-2 模型的计算结果及分析
• 第五章 防风措施和防风建议的提出
• §5-1 在防风方面存在的问题
• §5-2 低层房屋的防风措施
• 5-2-1 低层房屋防风概念设计
• 5-2-2 低层房屋的防风构造措施
• 第六章 结论和展望
• §6-1 结论
• §6-2 展望
• 参考文献
• 致谢