臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)雙坡屋面原型實(shí)驗(yàn)房風(fēng)荷載風(fēng)洞試驗(yàn)研究.pdf

1、我國(guó)地處西太平洋沿海區(qū)域，據(jù)統(tǒng)計(jì)每年登陸臺(tái)風(fēng)約8個(gè)，伴隨而來的風(fēng)致災(zāi)害給我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成了巨大損失。因而，探討臺(tái)風(fēng)自身特性及其作用機(jī)理，對(duì)我國(guó)臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)建筑結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)具有重大的參考價(jià)值。本文以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)研究結(jié)果為基準(zhǔn)，風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果相印證的方法，探討了極端氣候條件下近地臺(tái)風(fēng)風(fēng)速特性和湍流特性，并研究了臺(tái)風(fēng)作用下雙坡低矮建筑屋面風(fēng)載分布特征及其相關(guān)影響因素。本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下所示：
　　(1)基于近海岸測(cè)風(fēng)塔獲取的5個(gè)不同

2、高度風(fēng)速數(shù)據(jù)，探討了臺(tái)風(fēng)“彩虹”、“凱薩娜”和“芭瑪”登陸過程中近地風(fēng)場(chǎng)性質(zhì)。研究結(jié)果顯示：指數(shù)律模型和對(duì)數(shù)律模型能較好地描述近地100m高度內(nèi)臺(tái)風(fēng)各高度平均風(fēng)速變化情況。臺(tái)風(fēng)“彩虹”、“凱薩娜”和“芭瑪”風(fēng)剖面指數(shù)實(shí)測(cè)值和地面粗糖長(zhǎng)度擬合值與我國(guó)規(guī)范GB50009-2012規(guī)定近海地貌推薦值相接近。臺(tái)風(fēng)湍流強(qiáng)度剖面符合指數(shù)律規(guī)律，各高度湍流強(qiáng)度值基本與我國(guó)規(guī)范想接近，小于美國(guó)規(guī)范ASCE-7-10和日本規(guī)范AU。陣風(fēng)因子同樣符合指數(shù)律

3、規(guī)律，各臺(tái)風(fēng)峰值因子實(shí)測(cè)值均大于我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范推薦值。
　　(2)通過統(tǒng)計(jì)分析實(shí)測(cè)樣本風(fēng)場(chǎng)相關(guān)參數(shù)之間的內(nèi)部關(guān)系，引入了無量綱風(fēng)參數(shù)U10/u*,并建立風(fēng)剖面指數(shù)、10m高度湍流強(qiáng)度與風(fēng)參數(shù)U10/u*之間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式。在現(xiàn)有理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行推導(dǎo)，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式，建立了一套以U10/u*為基礎(chǔ)預(yù)估風(fēng)剖面指數(shù)、湍流強(qiáng)度、陣風(fēng)因子的理論計(jì)算公式。
　　(3)基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)研究結(jié)果，開展了1:4大比例尺雙坡模型風(fēng)洞試驗(yàn)研究。通過模擬不

4、同風(fēng)場(chǎng)條件，探討了地面粗糖程度對(duì)風(fēng)壓系數(shù)的影響。對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和風(fēng)洞試驗(yàn)屋脊、屋面角部區(qū)域測(cè)點(diǎn)及中軸線區(qū)域測(cè)點(diǎn)風(fēng)壓值，結(jié)果表明在斜風(fēng)向作用下，屋面角部和屋脊角部區(qū)域峰值風(fēng)壓系數(shù)及脈動(dòng)風(fēng)壓系風(fēng)洞試驗(yàn)值較實(shí)測(cè)值偏低；屋面中軸線區(qū)域平均風(fēng)壓系數(shù)分布情況與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)較為接近。
　　(4)極值風(fēng)壓系數(shù)受隨機(jī)性影響波動(dòng)較大，通過應(yīng)用Bootstrap法和Gumbel法能有效降低極大風(fēng)壓離散值。Bootstrap法利用概率統(tǒng)計(jì)方法估計(jì)風(fēng)壓極值分布9