低層建物屋頂表面風壓及風載重特性研究

来源 :第七届全国风工程和空气动力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:BlueDragon8848
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本文针对低层建物模型进行一系列的气动力实验,利用多频道电子式压力扫描器量测屋顶风压资料,实验中控制的参数包括模型的几何尺寸比、屋顶斜度、风攻角等条件,实验进行之初并与美国TTU实场观测资料进行验证实验,以确认实验方法及可信度。研究结果显示,中低层建筑物受三维紊流作用影响,屋顶面上压力扰动分布的空间尺度与建物屋顶高度关系密切,受建筑物宽度影响反而较低,与高层建筑的风压分布特性相异。而屋顶面上游区域风压扰动强烈,局部风压分布具明显高狭峰及负偏态分布,而下游区则明显趋近於常态峰形式。利用建筑物高度作爲界定屋顶面扰动风压分布带的因子,於本研究中显示是合适的。本研究利用Cook& Mayne所建议的程序推估屋顶面尖峰风压,其结果与直接出现於时序列资料中的极端风压值甚爲接近,可有效加以预测。在风攻角的影响方面,水平攻角来流存在时,促使尖峰值大幅提昇。本研究同时利用POD(ProperOrthogonal Decomposition)法分析屋顶面扰动性风压分布的模态(modes),显示在高度扰动的压力分布场内,POD分析方法仍可有效的辨识出主要基本模态,在各实验条件下,前10%的模态其所估的能量达总量的90%以上,显示POD分析法爲十分有效的工具。爲评估在有强烈扰动特性风力作用下,建筑物屋顶抗风结构系统的风载重,本文同时考虑建物爲简单刚性构架的结构型态,分析屋顶与梁柱系统间接合处的弯矩系数,探讨在各种不同风攻角作用下,最大弯矩系数的变化趋势。
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