屋面板在强风作用下的破坏及其飞行特性研究

摘要

台风、龙卷风是全球发生频率最高，影响最为严重的自然灾害之一，从近年来的城市风灾害调查情况来看，建筑物主体结构的破坏发生较少，而围护结构，如屋面板，门窗，玻璃幕墙等，由于刚度较弱或连接力不够强，在台风或龙卷风作用下经常会遭到破坏。围护结构遭到破坏，不仅会引起建筑物表面发生破坏，还会产生一系列的并发破坏，如把雨水带入室内，损坏家具、设备，或使建筑屋内压骤增，引起屋顶或墙体的破坏。同时破坏后的围护结构有可能成为“飞射物”，撞击到周围建筑物的表面，引发新的破坏，并且高速飞行的飞射物对街道上的行人也是一种威胁。因此，对围护结构的抗风设计进行系统研究是非常必要的。本文以屋面板作为研究对象，对其在强风作用下的破坏条件，和破坏后的飞行行为展开研究。和结构抗风设计方面的研究相比，围护结构的研究开展较少。
　　本研究主要内容包括：⑴由于风洞试验的成本较高，试验难度大，很难用来作为一种系统研究的手段，而近几年，随着 CFD数值模拟技术的发展，在计算机上模拟钝体绕流特性，已逐步受到人们重视。因此本文探讨了利用CFD数值模拟技术研究屋面板在强风作用下的破坏条件及破坏后飞行行为的方法。⑵利用CFD数值模拟技术，研究屋面的极值风压分布特性，并根据连接力的大小确定屋面各部位临界破坏风速。⑶利用CFD数值模拟技术，并根据屋面板飞行的运动方程，编制相应程序来对屋面板的飞行行为进行研究。研究了几种常见坡度的屋面，在不同风向角下屋面板的飞行行为，并给出了屋面板的最大飞行距离及最大撞击能量。

目录

屋面板在强风作用下的破坏及其飞行特性研究

DAMAGE AND TRAJECTORIES OF ROOF PANELS UNDER THE EXTREME WIND ACTION

摘 要

Abstract

目 录

第1章绪 论

1.1课题背景

1.2国内外研究现状

1.3本文的研究内容

第2章屋面在强风作用下破坏行为的研究方法

2.1CFD数值模拟方法

2.2屋面极值风压的确定

2.3屋面板破坏后飞行行为的数值模拟方法

2.4本章小结

第3章屋面板在强风作用下的破坏条件研究

3.1屋面平均风压分布特性

3.2屋面极值风压

3.3屋面破坏时的临界风速

3.4本章小结

第4章屋面板破坏后飞行特性研究

4.1参数分析方案

4.2平屋面屋面板飞行特性

4.3双坡屋面屋面板飞行特性

4.4屋面板破坏后飞行的影响范围

4.5本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢