关键词： 低层房屋   风荷载   风灾实地调查   数值模拟   房屋抗风性能   抗风措施  

摘要： 我国东南沿海地区台风活动频繁。历次的风灾害调查表明,在风灾破坏的各类房屋中,低层房屋通常超过半数以上。若遇大风季节施工,房屋尚不能形成整体,各部分不能协调工作抵抗风荷载,损失更大。因此深入开展低层房屋风荷载分布特性的研究,比较在建房屋和已建房屋风荷载分布的不同,进而提出在建房屋和已建房屋不同的抗风措施,具有十分重要的意义。 为了揭示在建房屋和已建房屋风荷载分布的不同,本文采用了计算机数值模拟的方法,对在建房屋和已建房屋的风荷载分布进行了计算分析。并对计算结果与风洞试验结果进行对比,验证了数值模拟的正确性和有效性。 对低层房屋在建和已建工程中不同开洞情况下(只前墙开洞,前墙后墙同时开洞)进行数值模拟后,得出了风荷载的分布规律,负风压的分布位置,以及负风压系数的分布范围。 在上述研究基础上,结合对我省大风受灾地区建筑物破坏情况的实地调查,本论文分析了影响低层房屋抗风性能的主要因素,从而提出了低层房屋在抗风设计中应考虑的抗风措施。

关键词： 计算风工程   大气边界层   SST k-ω模型   涡粘性   入口边界条件   分离涡模拟  

摘要： 随着数值模拟技术在风工程中广泛应用，计算风工程的求解精度越来越受到重视。本文针对SSTk-ω模型，对大气边界层自保持性进行了更深一步的研究，详细考察了不同入口边界条件设置对钝体绕流计算结果的影响，提出了入口湍流风剖面自保持的方法和表达式。同时探索了DES方法在钝体绕流中的瞬态数值模拟，在现有计算条件下，给出了对于求解高雷诺数下钝体绕流问题的有益结论与建议。 本文主要进行的工作如下： 1、针对SSTk-ω模型，从湍流模型近似解和涡粘性两方面入手解决入口剖面的保持性，不但对入口处输入的平均风剖面，而且对于湍流风剖面也能很好地得到保持。这一来流自然风流场问题的解决是详细考察入口边界条件对数值模拟结果精度影响的基础。 2、选用6m方块模型和双坡屋面Silsoe模型考察了多种入口边界条件对钝体绕流求解精度的影响，并与全尺度模型实测结果进行了比较，可看出入口剖面保持性的实现可以有效地提高SSTk-ω模型对钝体绕流计算结果的精度。入口的湍流强度和模型参数的设置对分离区结果有明显的影响，因此在工程应用中需要注意入口边界输入和参数设置的准确性。 3、由于大涡模拟(LES)方法在工程应用方面的局限性，分离涡方法(DES)综合了RANS和LES两种方法各自的优点，是一种高效的瞬态计算方法。DES方法有效的解决了LES方法中处理边界条件的困难，极大地降低了计算代价。本文对雷诺数为22000的方柱绕流问题分别进行了URANS和DES模拟，DES方法能够较好的捕捉流场中的小尺度旋涡，并取得了与试验数据相符的计算结果，为DES方法在计算风工程中的应用作了初步探索。

关键词： 斜拉桥   抖振   时程分析   非线性   施工过程   抗风措施  

摘要： 随着我国跨江海大跨度桥梁的兴建,抖振响应问题成为桥梁抗风性能研究的一个重要方面。本文以杭州湾跨海大桥南、北航道斜拉桥施工过程抗风措施研究课题为背景,进行桥梁结构抖振时域非线性分析研究,并提出切实可行的抗风措施。 采用迭代的谐波合成法拟模拟了各态历经的多变量平稳高斯随机过程。引入了频率双索引的概念来保证模拟结果的各态历经性,并综合了FFT技术改善了模拟精度,提高了模拟计算的效率,为在时域中不断变换风速进行抖振计算提供了条件。 抖振风荷载包括静力风荷载、抖振力、自激力三部分。静力风荷载用风洞试验得出的静力三分力系数计算。抖振力按Scanlan的准定常气动力公式计算,并引入Liepmann的近似公式表达的气动导纳修正。在Scanlan提出的钝体气动力公式基础上,研究了自激力时域化问题,提出了等效节点自激力法,将自激力转化为节点位移矢量及速度矢量的函数,引入气动刚度矩阵和气动阻尼矩阵,结合有限元程序实现自激力的时域化。 考虑了结构的几何非线性、由于静风位移引起的有效静力三分力系数、有效气动导数和气动导纳以及风的不同自然攻角等非线性因素,建立了全面的非线性抖振分析方法。基于APDL参数化有限元分析技术对ANSYS进行了二次开发,实现了大跨斜拉桥的非线性抖振响应时域分析。 对杭州湾跨海大桥南、北航道斜拉桥最大双悬臂状态塔底固结时线性时域分析结果与频域反映谱法的结果进行了比较,验证了程序的可靠性。进行了最大双悬臂状态非线性影响因素分析,结果表明,竖向弯曲抖振响应的最大值及均方根大于线性计算值,扭转抖振响应也略有增加。考虑风攻角变化时,抖振响应的最大值呈现增加趋势。 对南、北航道斜拉桥的不同施工控制状态分别进行了抖振响应分析,其结果与恒载内力叠加,在此基础上提出了施工阶段的抗风措施。对南航道斜拉桥最大双悬臂状态增设抗风措施后的效果进行了验算,结果表明,所采用的抗风措施提高了结构的刚度,有利于控制抖振。

关键词： 低层房屋   风荷载   风压   建筑体型   女儿墙   开洞   数值模拟   台风灾害   房屋抗风性能   抗风措施  

摘要： 我国东南沿海台风活动频繁，每次台风过后，造成大量房屋损坏甚至倒塌。历次风灾调查表明，在风灾破坏的各类房屋中，低层房屋超过半数以上。因此深入开展低层房屋风荷载特性的研究，进而提出有效的抗风措施，具有十分重要的意义。 本文首先根据国内外近几年有关低层房屋风压分布的全尺寸实测和风洞试验数据以及计算机数值模拟结果，对影响低层房屋风压分布的诸多因素进行较全面的归纳和分析，揭示了低层房屋表面的平均风压、局部风压以及压力波动随房屋几何尺寸、屋面坡度、屋面形式、屋檐构造、女儿墙及墙面开洞而变化的特点和规律。 为了揭示墙面和屋面开洞对低层房屋表面风压的影响，本文采用计算机数值模拟方法，对美国德州理工大学风工程研究现场试验基地(WERFL)一迎风面开洞足尺低层房屋的内外平均风压进行了计算分析，并将计算结果与足尺场地实测结果进行比较，验证了数值模拟方法的正确性和有效性;在此基础上，对低层双坡屋面墙面开洞房屋在不同开洞位置、不同开洞率、不同屋面坡度以及不同屋檐高度情况下，屋面内外风压进行了数值模拟，获得了风压随墙面开洞变化的特点和规律。 然后对低层双坡屋面房屋无开洞、前屋面开洞、前墙前屋面开洞、前墙后屋面开洞以及前后墙前屋面开洞五种情况，在不同风向角下的屋面、墙面内外风压进行数值模拟，获得了风压随屋面开洞变化的特点和规律。 在上述研究基础上，结合对“云娜”及“桑美”台风受灾地区建筑物破坏情况的实地调查，分析和总结了影响低层房屋抗风性能的主要因素，提出了低层房屋在抗台风设计中应考虑的抗风措施。

关键词： 拱桥   吊装工艺   抗风措施  

摘要： 介绍了葫芦口金沙江大桥的缆索吊装施工工艺和合龙过程,另外还介绍了施工中采取的抗风措施(该桥处于季风强劲区域),可为在类似条件下建设大跨度拱桥借鉴.

关键词： 大跨径悬索桥   抗风稳定性   结构措施   空气动力学措施   机械措施  

摘要： 设计和建造跨海连岛大桥将面临着许多技术方面的挑战,其中超大跨径悬索桥的抗风稳定问题是一个十分突出和必需关注的问题。本文系统地回顾了国内外在大跨径悬索桥抗风措施方面的研究进展,包括结构措施、空气动力学措施和机械措施等三个方面,并评述了各种措施的优缺点及其适用性。

关键词： 台风灾害   破坏机理   抗风技术措施   结构整体性  

摘要： 今年第8号台风“桑美”于8月10日下午正面袭击浙江省温州市,造成重大人员伤亡和财产损失。灾害发生后,建设部立即派专家组赶赴浙江、福建两省台风灾区,实地调查了台风对房屋和市政基础设施的破坏情况。根据当地村镇建筑在抗御台风方面存在的问题,分析了房屋台风破坏原因,提出了房屋抗风技术措施,为灾后恢复重建提供技术支持。

关键词： 计算风工程   数值模拟   计算流体动力学   风压分布   局部分区风载体型系数   鞍形屋盖  

摘要： 基于Reynolds时均N?S方程和RSM模型对鞍形屋盖的平均风压分布进行了数值模拟,采用有限体积法对控制微分方程进行离散,并采用SIMPLE压力校正算法来实现非线性方程的迭代求解。数值模拟结果与风洞试验结果进行了对比分析,两者吻合较好,在此基础上系统研究了风向角、跨高比、矢跨比、地面粗糙度、风速等因素对屋面风压分布的影响,探讨了结构周围流场的绕流特性。最后根据屋面的结构形式及风压分布特点将鞍形屋面分成12个区,给出了不同风向角下的分区风载体型系数以供工程设计的参考。

关键词： 斜拉索   风雨振控制   减振措施   风洞试验  

摘要： 大跨度斜拉桥长拉索的长细比较大,自身阻尼较小,容易在周围环境的激励下产生大振幅,对斜拉桥的安全运营构成威胁。该文对大跨径斜拉桥拉索的振动原理和部分大桥所采取的气动减振措施作了简要介绍。通过比较光面、螺旋线、压花3种模型的气动减振措施的实例试验,确定了湛江海湾大桥斜拉索抗风雨振的具体形式。对同类桥型在斜拉索抗风雨振选型上有一定的借鉴作用。

关键词： 计算风工程   RNG   κ-ε湍流模型   大跨度拱形屋盖结构   数值模拟  

摘要： 利用计算流体动力学分析软件FLUENT6.2,采用RNGk-ε湍流模型对某体育中心馆建筑物表面平均风压进行了数值模拟,并阐述了数值模拟时涉及的计算流域确定、网格划分、边界条件选取、求解参数和收敛标准设置等问题,给出了这一大跨度拱形屋盖结构考虑周边主要建筑情况下的风压分布特性,分别对0°和90°风向角时数值计算结果与风洞试验结果进行了比较,阐述了两者的异同,两者结果较为一致.验证了数值模拟方法在确定大跨度建筑的平均风荷载时是可行的.