臺風(fēng)風(fēng)場下低矮房屋風(fēng)特性的實測與風(fēng)洞試驗研究.pdf

1、我國處于世界上受臺風(fēng)影響最頻繁且最嚴(yán)重的西太平洋海岸，每年由于風(fēng)災(zāi)造成的損失巨大。大量調(diào)查資料表明，低矮房屋的損毀是導(dǎo)致臺風(fēng)災(zāi)害中人員傷亡和財產(chǎn)損失的主要因素之一。因此，開展臺風(fēng)風(fēng)場下低矮房屋風(fēng)載特性的研究顯得極為重要。本文采用現(xiàn)場實測與風(fēng)洞試驗相結(jié)合的方法，對臺風(fēng)風(fēng)場下低矮房屋的風(fēng)載特性進(jìn)行了深入研究。本文主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　(1)基于平坡屋面臺風(fēng)實測房系統(tǒng)，對強(qiáng)臺風(fēng)“尤特”進(jìn)行了監(jiān)測，獲得了其登陸過程的實測風(fēng)速、風(fēng)向

2、和風(fēng)壓數(shù)據(jù)。通過對實測風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)的分析計算，得到近地風(fēng)場平均風(fēng)速、平均風(fēng)向、湍流強(qiáng)度、陣風(fēng)因子、湍流積分尺度及脈動風(fēng)速功率譜等風(fēng)特性，并分析了陣風(fēng)因子與湍流強(qiáng)度之間的相關(guān)性。通過對屋面風(fēng)壓實測數(shù)據(jù)的分析，得出了屋面風(fēng)壓的分布規(guī)律，并進(jìn)一步探討了風(fēng)壓系數(shù)的非高斯性。結(jié)果表明:陣風(fēng)因子與湍流強(qiáng)度呈正相關(guān)，Karman譜與實測風(fēng)速譜最為吻合;斜風(fēng)向作用時屋檐角部區(qū)域?qū)⑿纬奢^大的局部風(fēng)壓，風(fēng)壓系數(shù)及其峰值因子的概率分布均呈非高斯性。

3、　　(2)基于雙坡屋面臺風(fēng)實測房系統(tǒng)，監(jiān)測獲得了強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“溫比亞”登陸過程的實測風(fēng)速、風(fēng)向和風(fēng)壓數(shù)據(jù)?；趯崪y數(shù)據(jù)，計算得到“溫比亞”登陸過程中近地風(fēng)場的平均風(fēng)速和風(fēng)向以及對應(yīng)的湍流參數(shù)如湍流強(qiáng)度、陣風(fēng)因子、湍流積分尺度及風(fēng)速譜等。研究了雙坡屋面的風(fēng)壓分布規(guī)律。研究結(jié)果表明:在斜風(fēng)向作用下，屋檐角部和屋脊角部邊緣區(qū)域?qū)⑿纬奢^大的平均風(fēng)壓和峰值負(fù)壓;風(fēng)壓系數(shù)和峰值因子概率分布明顯偏離對數(shù)概率分布，但與極值Ⅰ型分布及威布爾分布都能較好地吻

4、合。
　　(3)開展了縮尺比為1∶20的平坡屋面模型和雙坡屋面模型的風(fēng)洞測壓試驗，研究分析了兩種模型的表面風(fēng)壓特性。將風(fēng)洞試驗結(jié)果與實測結(jié)果進(jìn)行了對比研究分析，并且探討了不同地貌特征對風(fēng)洞試驗結(jié)果的影響。研究結(jié)果表明:風(fēng)壓系數(shù)隨地貌粗糙程度的增大而增大;斜風(fēng)向作用下，平坡屋面模型屋檐角部區(qū)域、雙坡屋面模型屋檐角部及屋脊角部區(qū)域都將形成較大的局部負(fù)壓，與實測結(jié)果對比得知，風(fēng)洞試驗結(jié)果相對低估了受氣流分離和錐形漩渦影響的角部區(qū)域的峰值