Wind tunnel evaluation of mean wind pressure on a frame-type signboard

In the context of the growing concern for the wind effects and the wind design of “street architecture” (bill-boards, traffic signs, traffic lights, etc.), wind tunnel tests have been carried out on a model of a frame-type signboard, placed within a regular array of buildings. The first experimental results, reported here, help to clarify the relationship between the wind loading on the signboard and the characteristics of the wind acting on the surrounding buildings.     

周边干扰对煤气柜表面风压的影响

根据刚性模型风洞测压试验所得数据,研究了不同的周边干扰条件下柜体表面平均风压系数的变化规律,对比分析了不同柜体间距时干扰效应的变化情况。研究结果表明:干扰煤气柜位于柜体的正前方时,柜体迎风面平均风压系数显著减小;干扰煤气柜位于柜体的正后方时,柜体背风面平均风压系数会增大;两煤气柜相互平行时,柜体背风面平均风压系数会减小;柜体间距会对干扰效应产生影响,干扰效应随着柜体间距的变化而发生变化;在迎风面与侧风面,规范值有较高的安全储备;而在背风面,其安全储备略有不足。     

OpenFOAM模拟风洞边界层风场

使用开源CFD软件OpenFOAM进行了风洞边界层风场的模拟,通过模拟一方面验证了采用开源CFD软件OpenFOAM进行计算风工程模拟的有效性,另一方面也对模拟结果中边界层风场的特性进行了一定的讨论。     

某超高层建筑风洞测压试验

依据某超高层建筑,着重介绍了风洞试验的方法,描述了在考虑有、无环境建筑影响下,该高层建筑一些典型的表面风压特性以及一些测点风压随风向角的变化规律。结果表明:迎风面中上部风压系数较大,接近1.0;底部部分风压系数达到1.0;侧风面和背风面风压系数大多为负值,特别是靠近角落处由于涡旋脱落,其值可达到-2。环境建筑对该高层建筑表面风压的影响较大,特别在建筑中下部。为其进行结构设计提出一些参考。     

围护结构非高斯风压极值估计的改进Hermite峰值因子法

为克服传统研究风压极值方法忽略带宽参数影响的不足和改进概率密度函数拟合效果,结合曲面拟合方法获得一种改进Hermite级数,提出了引入带宽参数的改进Hermite峰值因子法。采用改进Hermite峰值因子法和以往常用方法对开孔屋盖风压的峰值因子进行研究。结果表明：基于高斯分布的Davenport的峰值因子明显偏离非高斯峰值因子;忽略带宽参数的传统Hermite峰值因子法高估了风压的正负峰值因子;改进Hermite峰值因子法相应于传统Hermite方法和修正Hermite方法和Sadek-Simiu方法,估计的开孔屋盖风压的峰值因子最为安全准确,与观测峰值因子总体上最为接近。     

局部受损低矮房屋平均风压特性试验研究

通过风洞试验对村镇地区常见的带有硬山搁檩的双坡屋面风压规律进行研究,讨论了房屋在完全封闭、门窗洞口打开以及屋面开洞三种情况下的屋面外部、内部平均风压系数在不同方向角下的分布特性。试验结果表明:硬山搁檩双坡屋面在风向角为50°,60°时,外屋面角部易破坏;屋檐下部的风压系数随屋面坡度的改变而改变;门窗开洞时内屋面风压会加大屋面荷载;屋面开洞对降低屋面风荷载起到有利作用。     

大尺度平屋盖聚类最优风压分区研究

以大尺度平屋盖为研究对象,针对其风压分布变化梯度较大的问题和GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》关于大尺度平屋盖风压分区规定的不完善,围绕大尺度平屋盖风压分区问题,在得到各种风向下风压测点最不利极值风压的基础上,利用最短距离聚类法对风压测点分区,得到不同分区类数下的分区方案,用基于质量系数的聚类有效性评价法确定最佳聚类数及最佳分区方案,并采用面积权重法给出大尺度平屋盖分区风压系数。研究结果表明：大尺度平屋盖聚类最优风压分区类数为3;大尺度平屋盖角部大致在10%屋盖跨度范围内,属于风敏感部位,设计、施工时需特别注意;整个屋面平均风压系数会导致大尺度平屋盖中部偏于保守设计,角部低估了风荷载;在进行大尺度平屋盖抗风设计时,应先确定极值风压分区,并针对不同部位分别进行设计和施工。通过与规范平屋盖分区方式、常用分区方式确定的分区风压系数对比显示,聚类最优风压分区较其他方式确定的分压风压系数结果更为合理。     

考虑特征湍流影响的体育场悬挑屋盖脉动风压谱模型

基于风洞试验对体育场悬挑屋盖的脉动风压谱进行系统研究,旨在得到适用于此类结构的脉动风压谱模型,为风振响应分析提供必要的信息。通过对屋盖表面脉动风压进行谱分析,可知在屋盖前缘处的风压谱与来流风速谱较接近,但屋盖后缘处则差异很大,表现出明显的漩涡脱落特征。因此脉动风压自谱采用来流谱与漩涡脱落谱相结合的形式来描述,并通过权数因子体现屋盖表面不同位置处流场作用的特点。对于脉动风压互谱则用指数衰减函数来表示,并确定了适用于悬挑屋盖的衰减系数。为验证所提出风压谱模型的有效性及特征湍流对风致效应的影响,对系列悬挑屋盖结构进行风振响应分析,风荷载时程分别采用风洞试验测得的风压时程、基于建议风压谱模型模拟生成的风压时程、按拟定常假设生成的风压时程。基于建议模型得到的响应结果与试验结果基本一致,基于拟定常假设的风振响应极值偏小10%～15%,均方根值偏小30%～40%,脉动风压谱建模中不可忽略特征湍流的影响。     

盾构隧道施工松动土压力计算方法研究

在盾构隧道施工中,因管片支护和注浆填充,隧道拱顶土体位移受限制,土拱效应不完全发挥,土体剪应力小于其抗剪强度,使得Terzaghi松动土压力理论不适用于盾构隧道。针对这一情况,在Handy理论基础上推导了土的侧压力系数计算公式,得出侧压力系数的变化规律,其值与主应力旋转角度相关,其大小在主动土压力系数和被动土压力系数之间变化;并认为土拱效应的发挥和隧道拱顶位移相关,据此,在Terzaghi松动土压力理论基础上推导了一种可以考虑地层损失和管片刚度的松动土压力计算公式;并通过对土拱高度的讨论,提出一种简化的隧道施工扰动范围判断方法。     

扰流板减小低矮房屋屋面风压试验研究

近年来,我国台风灾害频繁,在历次风灾中,大量村镇低矮房屋倒塌破坏是造成生命财产损失的重要原因。在强风中,屋面是低矮房屋最薄弱部分往往最先发生破坏。目前,提高屋面抗风能力的方法主要是增加屋面本身强度和整体性,但其经济成本较高且抗风效果并不理想。针对上述问题,文中提出一种气动抗风方法,在双坡房屋屋面增设扰流板,通过改变房屋气动性能来降低屋面风压,并围绕这一方法开展了风洞试验研究工作。试验结果表明：扰流板可以有效减小双坡房屋屋面风压,尤其对屋面局部极值风压减小效果显著,最大减小幅度可达49%。山墙处扰流板对屋面风压影响最大,其次是屋檐处的扰流板,屋脊处扰流板对屋面风压无显著影响。相对于扰流板宽度与高度,扰流板角度是对屋面风压影响最为明显的几何因素,屋檐处扰流板角度建议值为0?~30?,山墙处扰流板为10?~30?。综合考虑经济与构造措施等因素,扰流板高度建议值为挑檐高度的1/70~1/12,宽度为房屋长度的1/20。最后,根据实验结果给出了安装扰流板结构屋面风压折减系数和相关的设计建议。     

深圳机场T3航站楼风压特性研究

为了给结构(含围护结构)设计提供设计依据,介绍了超大跨度屋盖结构———深圳机场T3航站楼的模型风洞试验和数值模拟的主要结果。给出了屋面在典型工况下的分块体型系数(对应法向风压)和切向风荷载体型系数等值线,清楚地显示了屋面的风压分布特征,结果表明切向风荷载相对法向风荷载较小。同时考虑到作用在围护结构上脉动风压的相关性对极值风压的折减,分析了围护结构设计风荷载的折减因子。     

大跨度曲面屋盖风压分布特性的试验研究

通过某机场航站楼的刚性模型风洞试验研究,得到了上下屋盖表面的平均、脉动风压系数,对其风压分布特性进行了研究。结果表明:上表面屋盖主要呈现负压,在屋盖迎风面边缘出现较大气流分离;下表面屋盖迎风面出现正压,背风面主要为负压,风压系数变化梯度较大,风荷载特性更加复杂。     

不同地貌下几个典型屋盖的风压特性

在均匀流场、市郊地貌及城市地貌中对包括双坡、球壳及柱壳的几个典型屋盖进行了风洞试验,利用同步多点压力扫描技术得到屋盖的风压数据。将分布于屋盖的局部体型系数与建筑结构荷载规范进行了比较,讨论了不同地貌及风向角对屋盖风压的影响,分析了各风向角下的绝对值最大的负局部体型系数及出现的位置。发现位于双坡屋盖的屋角、屋檐及屋脊区域的风压远大于其它区域的风压,均匀流中这些屋盖的平均风压是市郊地貌屋盖的2至3倍,而市郊地貌屋盖的平均风压又是城市地貌屋盖的2至3倍。     

风压沿建筑物横向变化对规则巨型框架结构变形的影响

大量风洞试验研究表明,风压沿建筑物横向的变化非常明显,呈抛物线形状分布,而现行的GB50009-2001<建筑结构荷载规范>对风荷载平均风压取值的简化计算标准,并未考虑这一影响.在风洞试验的基础上,通过对试验数据的数值分析和拟合,得出了风压系数沿建筑物横向变化的简化计算公式.算例研究表明,风压沿建筑物表面位置的横向变化对规则巨型框架结构变形的影响较大,在设计中应予以考虑.     

隧道单车压力波数值模拟验证研究

数值模拟在隧道压力波研究中能灵活模拟不同的工况,并且在费用方面与现车试验、实验室模拟试验相比有不可替代的优越性,因此越来越受到研究人员和隧道设计单位的重视和关注。但国内数值模拟软件因缺乏现车试验数据的支持,故其可靠性一直备受争议。为验证我校自主开发的数值模拟软件,笔者对不同车型以不同车速通过遂渝高速铁路线上的荆竹岭和松林堡两个隧道时产生的隧道压力波进行数值模拟,并将模拟结果与遂渝高速铁路现车试验数据加以比较。结果表明:模拟结果的波形变化规律和趋势与现车试验结果基本一致,且隧道压力波最大值和最小值的误差小于5%,满足工程应用要求,成功验证了该数值模拟软件的可靠性和先进性,最后笔者对误差来源进行分析,为进一步改进和完善该数值模拟软件指出了方向。     

L形和一字形双层幕墙平均风压分布特性的试验研究

双层通风幕墙的抗风设计需考虑外层幕墙的内、外表面风压以及内层幕墙的外表面风压,其风荷载取值不同于普通单层幕墙,使得其风载取值变得复杂。通过多个不同截面形式的模型进行双层幕墙压力分布风洞试验研究。介绍风洞试验模型的设计及数据处理方法,着重分析一字形双层幕墙和L形双层幕墙的内外层幕墙的平均风压分布。试验结果表明:L形双层幕墙和一字形双层幕墙的平均风压分布有很大的不同。对于一字形双层幕墙,无论是正风压还是负风压,都主要作用在内幕墙上,外幕墙除拐角区域外所承担的风压很小。对于L形双层幕墙,其外幕墙的正风压要比内幕墙的风压大;负风压时,L形双层幕墙的短边区域是外幕墙所承担的风压大于内幕墙,其长边区域则是内幕墙所受的风压要大于外幕墙。     

吕临铁路前陡泉隧道横洞转正洞施工技术

结合前陡泉隧道工程实际条件,详细介绍了隧道横洞转正洞"小导洞扩挖法""大包法"两种施工技术方案,并对挑顶技术、初期支护参数确定以及施工注意事项作了论述,通过实践,得出了一些有意义的结论。     

大连市贝壳博物馆表面风压分布特性风洞试验研究

为了满足大连市贝壳博物馆的抗风安全需要,进行了刚性模型表面风压分布特性风洞试验研究。详细介绍了试验所采用的主要技术参数与基本的数据处理方法,给出了典型风向角下结构表面风压分布的等值线图和结构典型测点在不同风向角下的风压变化规律;分析了各风向角下绝对值最大的局部体型系数及其出现的位置,并将屋盖的局部体型系数与现行《建筑结构荷载规范》(GB 5009—2001)进行了对比。结果表明:屋面上表面的风荷载主要表现为负压,顶部迎风挑檐边缘较大,屋面的尾流区域较小或为正压。屋面两侧的悬挑部分及主入口处迎风时分布有大面积正压,以靠近拐角部分最大,且这部分屋面对风作用反应敏感,设计时应考虑体型系数的变号情况。     

大比例TTU模型表面风压分布试验研究

采用1∶3大比例模型,通过风洞试验研究了美国德州理工大学（Texas Tech University, TTU）建筑模型表面平均、脉动、峰值风压系数的分布规律,并与实测数据和小比例模型试验数据进行了对比,分析了影响试验结果的部分因素。结果表明：TTU建筑模型典型位置的风压系数试验数据与实测值在整体规律性变化上一致,但试验低估了屋檐、屋角在风向角165°~240°范围内的脉动、峰值风压系数;越靠近屋角流动分离区域测点的风压系数绝对值也越大,最靠近建筑屋面角点的测点峰值风压系数达-16.7;大比例模型屋角、屋檐等区域试验结果更接近于实测值,排除了测点测压管直径不匹配的影响后,考虑到试验中湍流度模拟与实际的差异,大比例模型模拟效果更优;试验样本长度影响峰值风压系数的计算,在屋角区域,长样本峰值风压系数值均相对较大;而离屋角较远时,长样本的峰值风压系数则可能相对较小。     

浅埋偏压连拱隧道中墙优化分析

浅埋偏压连拱隧道中墙型式直接关系到隧道工程施工及正常运营,本文采用有限元数值方法对不同中墙型式下偏压连拱隧道结构受力特征作了计算分析,偏压连拱隧道采用复合曲中墙结构将有助于改善中墙受力状况,减小应力集中及上部位移,降低衬砌开裂渗水的可能性,从而为偏压连拱隧道合理设计提供理论根据。