考慮地形影響的高層建筑雷暴沖擊風(fēng)風(fēng)荷載特性研究.pdf

1、由于雷暴沖擊風(fēng)引起的近地面強(qiáng)風(fēng)具有極強(qiáng)的破壞性，結(jié)構(gòu)風(fēng)工程領(lǐng)域較早就開(kāi)始研究這種極端天氣現(xiàn)象。目前，大多學(xué)者更關(guān)注于雷暴沖擊風(fēng)所引起的近地面強(qiáng)風(fēng)場(chǎng)特征，而關(guān)于山地地區(qū)雷暴沖擊風(fēng)作用下高層建筑的風(fēng)荷載特性的研究比較少見(jiàn)，針對(duì)地形參數(shù)對(duì)建筑風(fēng)荷載特征的影響規(guī)律就更加少見(jiàn)。因此，本文考慮地形影響，以高層建筑為研究對(duì)象，基于風(fēng)洞試驗(yàn)、雷諾平均法（RANS）和大渦模擬方法（LES）研究了平地和坡地地形高層建筑表面風(fēng)壓分布特性以及地形參數(shù)對(duì)建筑風(fēng)荷

2、載特性的影響規(guī)律。主要研究工作包括：
　?、倨降嘏c坡地地形下，高層建筑層風(fēng)荷載規(guī)律研究。平地地形建筑層阻力系數(shù)沿高度方向各工況變化規(guī)律類(lèi)似：阻力系數(shù)最大值位于建筑的中下部約1/4高度處，此范圍之上隨著高度的增加，層阻力逐漸減??；最大層風(fēng)荷載出現(xiàn)在1.0~1.25D位置處，而后隨著徑向距離的增加，各層的阻力逐漸減小。對(duì)應(yīng)情況下，坡地地形各層阻力都要比平地小，最大層阻力所在的高度也有所降低。與層阻力系數(shù)相比，層升力系數(shù)相對(duì)較小。

3、>　?、谄碌氐匦螌?duì)高層建筑風(fēng)荷載影響規(guī)律研究?；赗ANS穩(wěn)態(tài)模擬和LES瞬態(tài)模擬均研究發(fā)現(xiàn)坡地地形高層建筑迎風(fēng)面的風(fēng)壓并沒(méi)有加速效應(yīng)，地形參數(shù)對(duì)風(fēng)壓系數(shù)的大小有較大影響，相比平地地形而言，坡地地形高層建筑迎風(fēng)面的風(fēng)壓反而有所減小。分析迎風(fēng)面風(fēng)壓減小的原因大概有兩方面：一方面，由于地形的存在，垂直于建筑迎風(fēng)面的來(lái)流風(fēng)水平風(fēng)速分量有所減小，進(jìn)而受到來(lái)流風(fēng)的撞擊力減小；另一方面，平行于建筑迎風(fēng)面大大增加的豎向風(fēng)速導(dǎo)致速壓增加，二者共同導(dǎo)致坡

4、地地形下建筑迎風(fēng)面的風(fēng)壓系數(shù)有所減小。
　?、刍贚ES瞬態(tài)模擬研究非穩(wěn)態(tài)雷暴風(fēng)作用下建筑物表面風(fēng)壓情況。風(fēng)洞試驗(yàn)、RANS穩(wěn)態(tài)模擬和LES瞬態(tài)模擬得到的時(shí)均層阻力系數(shù)具有較高的吻合度，三種方法相互驗(yàn)證了此研究結(jié)果的可靠性。而基于LES瞬態(tài)模擬得到的非穩(wěn)態(tài)雷暴風(fēng)風(fēng)荷載波動(dòng)較大，與平均風(fēng)荷載相比，順風(fēng)向的極值阻力為平均風(fēng)荷載的2.2~2.5倍。因此，在進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，若是要考慮雷暴風(fēng)的影響，建議在雷暴風(fēng)平均風(fēng)荷載的基礎(chǔ)上考慮適當(dāng)