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土木工程学报 2012年第7期45卷 10-16页

作者：段旻谢壮宁石碧青汕头大学广东汕头515063 华南理工大学广东广州510641

设计一种新的试验方法模拟低矮房屋模型的门窗突然开启过程,在边界层风洞中采用高速同步压力扫描系统对模型开孔的瞬态内压响应进行了试验研究,发现了有别于已有试验研究结论的结果并由内压传播理论所定性验证。试验考虑了开孔率和背景... 详细信息

设计一种新的试验方法模拟低矮房屋模型的门窗突然开启过程,在边界层风洞中采用高速同步压力扫描系统对模型开孔的瞬态内压响应进行了试验研究,发现了有别于已有试验研究结论的结果并由内压传播理论所定性验证。试验考虑了开孔率和背景孔隙率对风致瞬态峰值内压的影响,结果表明:门窗突然开启的过冲比(定义为瞬态峰值内压系数和稳态峰值内压系数之比)随开孔率的增大而增加,对于气密性较好的房屋由试验得到的过冲比在1.17～1.34之间,而理论计算的过冲比则更大,相应稳态峰值内压随开孔率的变化相对较小。过冲比随背景孔隙的增大而下降,当背景孔隙率达到0.2%时,瞬时过冲现象消失。

关键词：低矮房屋瞬态内压过冲比风洞试验

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开洞建筑风致内压的过冲响应及干扰效应研究

开洞建筑风致内压的过冲响应及干扰效应研究

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作者：李尚启华南理工大学

学位级别：硕士

国内外关于风灾调查表明,在风灾中受到破坏的建筑结构,不仅仅是外压单一作用的结果,结构内压也在很大程度上产生了作用,即建筑结构的破坏很大部分都是由于内外压共同作用下所导致的。因此,在现实工程中,针对结构的抗风设计,除了必不可... 详细信息

国内外关于风灾调查表明,在风灾中受到破坏的建筑结构,不仅仅是外压单一作用的结果,结构内压也在很大程度上产生了作用,即建筑结构的破坏很大部分都是由于内外压共同作用下所导致的。因此,在现实工程中,针对结构的抗风设计,除了必不可少的结构外压外,考虑结构的风致内压以及内外压相关性的作用同样具有重要意义。本文分别通过数值分析和风洞试验方法,分析了建筑结构在强风中突然开洞的风致内压特性和干扰条件下常开孔建筑风致内压响应。理论研究部分,分析不同因素对突然开孔结构风致内压响应的影响,拟合出了表征瞬态内压过冲现象的特征值参数——过冲比的经验公式。风洞试验部分,对高层开孔结构刚性模型进行风洞干扰试验,开展内压响应的干扰效应和内外压相关性研究,对内压控制方程中的孔口参数进行识别。主要研究内容如下所示:(1)瞬态内压响应数值分析。在随机脉动外压激励下,通过内压传递方程进行数值求解,详细研究大型、中型、小型三种规模结构,在10m参考高度处4类湍流强度下,不同参考风速、背景空隙面积、开洞面积、内部容积对风致瞬态内压的影响。共计进行了264个工况的瞬态内压响应计算,拟合过冲比的经验公式。(2)高层建筑常开孔内压响应干扰效应相关研究。选取一栋典型高层建筑(长×宽×高:30m×30m×180m),通过改变孔口面积、干扰建筑位置、干扰建筑宽度和高度研究该栋建筑其中一楼层(中心位置0.8h高度处)的内压响应干扰效应、内外压相关性以及内压传递方程中的孔口特征参数识别等。具体包含以下内容:a)分析不同开洞尺寸下的内压响应,研究内压响应特征;b)单体工况和干扰条件下不同开孔位置的内外压相关性研究;c)研究不同高度施扰建筑对内压响应(内压均值、脉动值、峰值)的干扰效应;d)不同宽度施扰建筑对内压响应的干扰效应;e)参数识别:通过单体工况识别出内压控制方程中的孔口气流惯性系数CI和孔口损失系数CL,并验证了该孔口特征参数同样适用于干扰工况。上述结构内压及内外压相关性的研究内容对结构抗风研究与设计具有重要的现实意义。

关键词：瞬态内压过冲比内压干扰内外压相关性

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建筑结构风致瞬态内压响应及内外压相关性研究

建筑结构风致瞬态内压响应及内外压相关性研究

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作者：熊捷华南理工大学

学位级别：硕士

国内外风灾调查显示，在强风中被破坏的建筑结构大部分是在内外压的共同作用下发生的。因此，在实际工程的抗风设计中，考虑风致内压以及内外压相关性的影响是非常必要的。本文通过内压控制理论，分析了突然开洞瞬间的风致内压特性，... 详细信息

国内外风灾调查显示，在强风中被破坏的建筑结构大部分是在内外压的共同作用下发生的。因此，在实际工程的抗风设计中，考虑风致内压以及内外压相关性的影响是非常必要的。本文通过内压控制理论，分析了突然开洞瞬间的风致内压特性，拟合了表征瞬态内压峰值的重要参数（过冲比）的经验公式，以供结构抗风设计参考。此外还通过刚性模型风洞试验开展对开洞高层建筑的内压响应以及内外压相关性的一系列研究。具体研究内容如下：（1）瞬态内压响应研究。在随机脉动外压激励下，通过数值求解内压控制方程，详细研究了开洞面积、开洞厚度、内部容积、背景孔隙面积和风场参数（地貌类别、参考风速）对风致瞬态内压的影响。通过对68个工况的瞬态内压响应计算，拟合了过冲比的经验公式。（2）内外压相关性分析。针对一典型高层建筑，通过改变开洞面积、开洞厚度和背景孔隙面积研究了某一楼层幕墙（4/5建筑高度处）的内外压相关系数分布规律，从而确定了内外压相互作用最强的区域。研究了该楼层幕墙净风压特性，分析了风向角对面平均净压的影响，找出了每个立面的最不利风向角。（3）剪切流Helmholtz共振研究。通过分析内压均方根值和脉动内压功率谱，考察了风向角对剪切流Helmholtz共振的影响，并在此风向角下改变参考风速研究了Strouhal数对剪切流Helmholtz共振的影响。（4）孔口特征参数识别。采用理论计算和风洞试验相结合的方法，利用Helmholtz共振频率公式识别了孔口气流有效长度系数k。在此基础上，通过比较理论计算与风洞试验得到的内压增益函数，识别了损失系数C L。上述研究对建筑结构抗风研究与设计具有重要的参考意义。

关键词：开洞瞬态内压过冲比净风压内外压相关性风洞试验

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