第四章風(fēng)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(fēng)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(xué)環(huán)流模型 二 、 兩類性質(zhì)的大風(fēng) 臺風(fēng) ? 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(nèi)部 ? 形成 暖心 （ 渦旋內(nèi)部空氣密度減小 ， 下部海面氣壓下降 ） ? 低渦增強(qiáng) ? 輻合加強(qiáng) ? 。 最大風(fēng)速 隨機(jī)變量 年最大風(fēng)速 p 基本風(fēng)速 面積 p0=11/T0 年平均最大風(fēng)速 年最大風(fēng)速概率密度分布 第三節(jié) 結(jié)構(gòu)抗風(fēng)計(jì)算的幾個(gè)重要概念 PL 截面 風(fēng)速 B PM PD 流經(jīng)任意截面物體所產(chǎn)生的力 ? 結(jié)構(gòu)上的風(fēng)力 順風(fēng)向力 → PD 、 橫風(fēng)向力 → PL 、扭力矩 → PM ? 結(jié)構(gòu)的風(fēng)效應(yīng) ~ 由風(fēng)力產(chǎn)生的結(jié)構(gòu) 位移 、 速度 、 加速度 響應(yīng)、 扭轉(zhuǎn) 響應(yīng) 一、結(jié)構(gòu)的風(fēng)力和風(fēng)效應(yīng) v二、順風(fēng)向平均風(fēng)與脈動風(fēng) ? 順風(fēng)向風(fēng)速時(shí)程曲線 ? 平均風(fēng) → 忽略其對結(jié)構(gòu)的動力影響 → 等效為靜力作用 （ ∵ 風(fēng)的長周期 ? ?結(jié)構(gòu)的自振周期） ? 脈動風(fēng) → 引起結(jié)構(gòu)動力響應(yīng) （ ∵ 風(fēng)的短周期 接近 結(jié)構(gòu)自振周期） ? 順風(fēng)向的風(fēng)效應(yīng)：平均風(fēng)效應(yīng)、脈動風(fēng)效應(yīng) 脈動風(fēng)速 vf —短周期成分，周期一般只有幾秒鐘 ? 平均風(fēng)速 v — 長周期成分，周期一般在 10min 以上 vf v(t) t 一 、 順風(fēng)向平均風(fēng)效應(yīng) 風(fēng)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(diǎn)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(fēng)載體型系數(shù) ， 即風(fēng)作用于建筑物上所引起的實(shí)際壓力 （ 或吸力 ） 與來流風(fēng)的速度壓的比值 ,w /w0= ?s。 ? 風(fēng)洞試驗(yàn) 在風(fēng)洞中建筑物能實(shí)現(xiàn)大氣邊界層范圍內(nèi)風(fēng)的平均風(fēng)剖面、紊流和自然流動，即要求能模擬風(fēng)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(fēng)洞尺寸：寬 2?4m、高 2?3m，長 5?30m 模擬風(fēng)剖面 要求模型與原形的環(huán)境風(fēng)速梯度、紊流強(qiáng)度和紊流頻譜在幾何上和運(yùn)動上都相似 ? 風(fēng)洞試驗(yàn)：委托風(fēng)工程專家和專門的實(shí)驗(yàn)人員 費(fèi)用較高（國外應(yīng)用較普遍、國內(nèi)應(yīng)用較少） ? 風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ头诸? （ 1）剛性壓力模型 主要量測建筑物表面的風(fēng)壓力（吸力） 建筑模型材料：采用有機(jī)玻璃 建筑模型比例：約 1： 300?1： 500 建筑模型本身、周圍結(jié)構(gòu)模型以及地形都應(yīng)與實(shí)物幾何相似，與風(fēng)流動有明顯關(guān)系的特征（建筑外形、突出部分等）都應(yīng)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(gè)輕質(zhì)材料的模型固定在高頻反應(yīng)的力平衡系統(tǒng)上，可得到風(fēng)產(chǎn)生的動力效應(yīng)。 ?《 規(guī)范 》 GB50009規(guī)定：對封閉式建筑物的內(nèi)表面壓力系數(shù)，按外表面風(fēng)壓的正負(fù)情況取 風(fēng)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(nèi) ， 風(fēng)速隨離地面高度而增大 ?當(dāng)氣壓場隨高度不變時(shí) ， 風(fēng)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(rèn)為在離地面高度為 300m ? 500m時(shí) ， 風(fēng)速不再受地面粗糙度的影響 ， 達(dá)到 “ 梯度風(fēng)速 ” ， 該高度稱為 梯度風(fēng)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(fēng)下結(jié)構(gòu)的靜力風(fēng)載 wz= ?s ?z(z) w0 二 、 順風(fēng)向脈動風(fēng)效應(yīng) ? 脈動風(fēng) —隨機(jī)動力作用 → 按 隨機(jī)振動理論 進(jìn)行分析 自學(xué) 主要承重結(jié)構(gòu) ? 順風(fēng)向總風(fēng)效應(yīng) = 順風(fēng)向平均風(fēng)效應(yīng) + 順風(fēng)向脈動風(fēng)效應(yīng) w(z)=w(z)+wd(z)=(1+wd(z)/w(z))w(z)=?z ?s ?z(z) w0
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