第四章風荷載-wenkub
2022-10-28 11:47:12 本頁面
【正文】 ，且大氣因冷卻收縮由 高空向地表上升 一、風的形成 空氣從氣壓大的地方向氣壓小的地方流動而形成 ? 地表上存在氣壓差或壓力梯度 北極 赤道 大氣熱力學環(huán)流模型 二 、 兩類性質的大風 臺風 ? 弱的熱帶氣旋性渦旋 ? 輻合氣流將大量暖濕空氣帶到渦旋內部 ? 形成 暖心 （ 渦旋內部空氣密度減小 ， 下部海面氣壓下降 ） ? 低渦增強 ? 輻合加強 ? 。 最大風速 隨機變量 年最大風速 p 基本風速 面積 p0=11/T0 年平均最大風速 年最大風速概率密度分布 第三節(jié) 結構抗風計算的幾個重要概念 PL 截面 風速 B PM PD 流經任意截面物體所產生的力 ? 結構上的風力 順風向力 → PD 、 橫風向力 → PL 、扭力矩 → PM ? 結構的風效應 ~ 由風力產生的結構 位移 、 速度 、 加速度 響應、 扭轉 響應 一、結構的風力和風效應 v二、順風向平均風與脈動風 ? 順風向風速時程曲線 ? 平均風 → 忽略其對結構的動力影響 → 等效為靜力作用 （ ∵ 風的長周期 ? ?結構的自振周期） ? 脈動風 → 引起結構動力響應 （ ∵ 風的短周期 接近 結構自振周期） ? 順風向的風效應：平均風效應、脈動風效應 脈動風速 vf —短周期成分，周期一般只有幾秒鐘 ? 平均風速 v — 長周期成分，周期一般在 10min 以上 vf v(t) t 一 、 順風向平均風效應 風載體型系數(shù) （ ?s） 氣流未被房屋干擾前的流速 v0， 壓力 p0 ? 房屋表面某點的流速 v， 壓力 p 伯努里方程： p0+?v02/2= p+?v2/2 ? w = p p0 = (1v2/v02) ?v02/2 = ?sw0 ?s= 1v2/v02 —風載體型系數(shù) ， 即風作用于建筑物上所引起的實際壓力 （ 或吸力 ） 與來流風的速度壓的比值 ,w /w0= ?s。 ? 風洞試驗 在風洞中建筑物能實現(xiàn)大氣邊界層范圍內風的平均風剖面、紊流和自然流動，即要求能模擬風速隨高度的變化 大氣 紊流縱向分量 建筑物長度尺寸具有相同的相似常數(shù) ? 建筑物的風洞尺寸：寬 2?4m、高 2?3m，長 5?30m 模擬風剖面 要求模型與原形的環(huán)境風速梯度、紊流強度和紊流頻譜在幾何上和運動上都相似 ? 風洞試驗：委托風工程專家和專門的實驗人員 費用較高（國外應用較普遍、國內應用較少） ? 風洞試驗模型分類 （ 1）剛性壓力模型 主要量測建筑物表面的風壓力（吸力） 建筑模型材料：采用有機玻璃 建筑模型比例：約 1： 300?1： 500 建筑模型本身、周圍結構模型以及地形都應與實物幾何相似，與風流動有明顯關系的特征（建筑外形、突出部分等）都應正確模擬。 （ 3）剛性高頻力平衡模型 ? 模型尺寸較小， 1： 500量級 將一個輕質材料的模型固定在高頻反應的力平衡系統(tǒng)上，可得到風產生的動力效應。 ?《 規(guī)范 》 GB50009規(guī)定：對封閉式建筑物的內表面壓力系數(shù)，按外表面風壓的正負情況取 風壓高度變化系數(shù) ?z ? 地面的粗糙度 、 溫度垂直梯度 ?在大氣邊界層內 ， 風速隨離地面高度而增大 ?當氣壓場隨高度不變時 ， 風速隨高度增大的規(guī)律 ， 主要取決于地面粗糙度和溫度垂直梯度 ? 通常認為在離地面高度為 300m ? 500m時 ， 風速不再受地面粗糙度的影響 ， 達到 “ 梯度風速 ” ， 該高度稱為 梯度風高度 HG 地面粗糙度等級低的地區(qū) ， 其梯度高度比等級高的地區(qū)為低 。 平均風下結構的靜力風載 wz= ?s ?z(z) w0 二 、 順風向脈動風效應 ? 脈動風 —隨機動力作用 → 按 隨機振動理論 進行分析 自學 主要承重結構 ? 順風向總風效應 = 順風向平均風效應 + 順風向脈動風效應 w(z)=w(z)+wd(z)=(1+wd(z)/w(z))w(z)=?z ?s ?z(z) w0
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