臺風風場雙坡屋面原型實驗房風荷載風洞試驗研究.pdf

1、我國地處西太平洋沿海區(qū)域，據(jù)統(tǒng)計每年登陸臺風約8個，伴隨而來的風致災害給我國國民經濟造成了巨大損失。因而，探討臺風自身特性及其作用機理，對我國臺風多發(fā)地區(qū)建筑結構的抗風設計具有重大的參考價值。本文以現(xiàn)場實測研究結果為基準，風洞試驗結果相印證的方法，探討了極端氣候條件下近地臺風風速特性和湍流特性，并研究了臺風作用下雙坡低矮建筑屋面風載分布特征及其相關影響因素。本文主要研究內容及結論如下所示：
　　(1)基于近海岸測風塔獲取的5個不同

2、高度風速數(shù)據(jù)，探討了臺風“彩虹”、“凱薩娜”和“芭瑪”登陸過程中近地風場性質。研究結果顯示：指數(shù)律模型和對數(shù)律模型能較好地描述近地100m高度內臺風各高度平均風速變化情況。臺風“彩虹”、“凱薩娜”和“芭瑪”風剖面指數(shù)實測值和地面粗糖長度擬合值與我國規(guī)范GB50009-2012規(guī)定近海地貌推薦值相接近。臺風湍流強度剖面符合指數(shù)律規(guī)律，各高度湍流強度值基本與我國規(guī)范想接近，小于美國規(guī)范ASCE-7-10和日本規(guī)范AU。陣風因子同樣符合指數(shù)律

3、規(guī)律，各臺風峰值因子實測值均大于我國現(xiàn)行規(guī)范推薦值。
　　(2)通過統(tǒng)計分析實測樣本風場相關參數(shù)之間的內部關系，引入了無量綱風參數(shù)U10/u*,并建立風剖面指數(shù)、10m高度湍流強度與風參數(shù)U10/u*之間關系的經驗公式。在現(xiàn)有理論的基礎上進行推導，結合經驗公式，建立了一套以U10/u*為基礎預估風剖面指數(shù)、湍流強度、陣風因子的理論計算公式。
　　(3)基于現(xiàn)場實測研究結果，開展了1:4大比例尺雙坡模型風洞試驗研究。通過模擬不

4、同風場條件，探討了地面粗糖程度對風壓系數(shù)的影響。對比現(xiàn)場實測和風洞試驗屋脊、屋面角部區(qū)域測點及中軸線區(qū)域測點風壓值，結果表明在斜風向作用下，屋面角部和屋脊角部區(qū)域峰值風壓系數(shù)及脈動風壓系風洞試驗值較實測值偏低；屋面中軸線區(qū)域平均風壓系數(shù)分布情況與現(xiàn)場實測較為接近。
　　(4)極值風壓系數(shù)受隨機性影響波動較大，通過應用Bootstrap法和Gumbel法能有效降低極大風壓離散值。Bootstrap法利用概率統(tǒng)計方法估計風壓極值分布9