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振 动 与 冲 击第27卷第10期JOURNAL OF V I B RATI O N AND SHOCKVol .27No .102008 土木工程结构风场实测及新技术研究的进展基金项目:国家自然科学基金资助项目(50578092)收稿日期:2007-09-14 修改稿收到日期:2008-02-24第一作者申建红男,博士生,1970年10月生通讯作者李春祥男,博士,教授,博士生导师,1964年12月生申建红1,2, 李春祥2(1.青岛理工大学土木学院,青岛 266520;2.上海大学土木系,上海 200072) 摘 要:土木工程结构风场实测结果是掌握结构风荷载作用机理和结构动力响应及破坏机理最直接的资料,也是修正现有试验方法和理论模型最为权威的依据。
简要回顾了具有高柔低阻尼特性的高层建筑和高耸结构、大跨度桥梁和大跨空间结构的发展,分析了土木工程风场实测对于结构抗风设计的重要意义。
对土木工程风场实测及实测新技术的研究进展进行了综述,提出了无线传感网络用于土木工程风场实测需要解决的关键技术问题。
关键词:土木工程结构;风荷载;台风;风场实测;新技术;无线传感网络中图分类号:T U 311 文献标识码:A1 土木工程发展及风场实测的意义 随着世界经济和建筑技术的发展,世界范围内高层建筑的高度及大跨结构的跨度成为许多国家经济实力的重要体现。
在世界前10位的高层建筑中,中国占了6栋(台北101大厦,508m;金茂大厦,420.5m;中信广场,391m;地王大厦,384m;中环广场,374m;中银大厦,369m ),上海环球金融中心(492m )的建造将使中国占世界前十位超高层建筑提高到7栋,中国已处于高层建筑迅速发展时期。
上世纪末,随着江阴大桥的通车,我国已成为继美国、英国、日本、丹麦和瑞典之后第六位能够建造千米跨大桥的国家[1]。
我国已建成世界第三的大跨度悬索桥润杨长江公路大桥(1490m ),位居世界第三的大跨度斜拉桥南京长江二桥(628m ),位居世界第一的大跨度拱式桥上海卢浦大桥。
低矮屋盖表面雪荷载分布特征研究开题报告题目：低矮屋盖表面雪荷载分布特征研究一、研究背景及意义在严寒冬季，特别是高原、北方等地区，屋顶上堆积的雪是造成低矮屋盖破坏和倒塌的重要原因之一。
因此，了解和研究低矮屋盖表面雪荷载的分布特征对于提高低矮建筑的抗雪能力，减少雪灾损失，具有重要的理论和实际意义。
目前，关于低矮屋盖表面雪荷载的分布特征研究还比较少，主要集中在高耸建筑，如高层建筑、大跨度结构等，缺乏对低矮建筑表面雪荷载的研究。
因此，本研究旨在通过现场实测和数值模拟方法，探究低矮屋盖表面雪荷载的分布规律，并验证现有设计规范的适用性，为建筑设计提供科学依据和参考。
二、研究内容与方法（一）研究内容：1. 低矮屋盖表面雪荷载的实测分析；2. 低矮屋盖表面雪荷载的数值模拟分析；3. 不同参数下低矮屋盖表面雪荷载的分布特征探究；4. 验证现有设计规范对于低矮屋盖表面雪荷载的适用性。
（二）研究方法：1. 现场测量：选择具有代表性的低矮屋顶进行实测，应用现代测量技术获得表面雪荷载数据。
2. 数值模拟：采用ANSYS有限元分析软件，建立三维低矮屋盖模型进行数值模拟分析，探究表面雪荷载分布特征。
3. 分析比较：将实测结果与数值模拟结果进行比对，探究低矮屋盖表面雪荷载分布规律，验证现有设计规范适用性。
三、研究预期结果通过对低矮屋盖表面雪荷载分布特征的研究，预计可以获得以下结果：1. 低矮屋盖表面雪荷载的实测值及分布规律。
2. 低矮屋盖表面雪荷载的数值模拟结果及分布规律。
3. 影响低矮屋盖表面雪荷载的因素及其影响程度，如屋顶形状、坡度等。
4. 现有设计规范适用性的验证与分析，对规范修订提供科学参考。
四、研究工作计划（一）第一阶段：文献调研和现场实测1. 详细阅读相关文献，了解低矮屋盖表面雪荷载研究现状。
2. 确定实测对象和实测点，进行现场实测并记录数据。
（二）第二阶段：数值模拟和分析1. 建立低矮屋盖三维模型，利用ANSYS有限元分析软件进行数值模拟。
基于超越阈值模型的低矮房屋实测风压极值估计方法黄鹏;蓝鑫玥;钟奇【摘要】台风几乎每年都造成我国低矮房屋的巨大破坏和人员伤亡,了解屋面风压极值,尤其是屋面的角部、边缘及屋脊位置的风压极值分布具有重要意义.采用极值理论下的超越阈值模型来合理估计低矮房屋在台风影响下屋面实测风压极值.推导了描述经验平均超额分布与阈值关系的理论公式,同时以广义Pareto分布作为风压极值的拟合分布.依托同济大学浦东风荷载实测基地,以低矮房屋在2016年台风”马勒卡”作用下屋面风压实测数据为样本,比较不同阈值对估计结果的影响.以标准时距下多次观察极值的平均值作为标准极值,分析了该方法和常用方法的极值估计结果与标准极值之间的误差,其结果表明,该方法的误差在5％以内,尤其对屋面极值风压较大的区域估计结果较为理想.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2019(038)002【总页数】8页(P33-40)【关键词】低矮房屋;实测风压;极值估计;超越阈值模型;Pareto分布【作者】黄鹏;蓝鑫玥;钟奇【作者单位】同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092【正文语种】中文【中图分类】TU312.1;TU317.2大量的风洞试验和现场实测数据表明[1-5]，低矮房屋处在大气边界层中湍流度较高的底部区域。
屋面边、角、脊等位置受结构本身体型所引起特征湍流的影响，往往会产生幅值很大的风压“脉冲”。
脉动风荷载产生的极值风压是低矮房屋破坏的重要原因，合理估计脉动风荷载产生的极值风压是计算低矮房屋风荷载的关键，是有效减少低矮房屋风致损坏及毁坏的重要途径。
为此，研究人员基于零值穿越理论与经典极值理论提出了一系列的极值估计方法。
以Davenport[6]为代表的研究人员假定零均值的脉动风压服从标准高斯分布，根据零值穿越理论提出适用于高斯分布的脉动风压极值估计方法(下文称为Davenport法)。
平面L形低矮房屋平均风压分布特性数值模拟聂少锋;毛路;马轶;丁武侠【摘要】Based on atmospheric boundary layer theory and hydrodynamic theory,numerical study was conducted on mean wind pressure distribution characteristic of plan L-shaped low-rise buildings by using FLUENT.By contrast,the simulation results agreed well with that of wind tunnel tests,which showed that the numerical simulation was reliable in numerical analyzing.Based on numerical simulation,the influence on the regularities of mean wind pressure coefficient distribution and shape factor was carried out.The parameters included wind direction,roof pitch,lengths of wing,cave height and roof shape.The results show that wind direction and roof pitch are the main factors that influence on the distribution of mean wind pressure coefficient of roof and shape factor.The site of the worst negative peak pressure changes along with wind direction.But it tends to be formed on ridge and cave of windward roof.The worst negative peak pressure of windward roof decreases with the increase of roof pitch.The distribution of mean wind pressure coefficient of roof under the leeward area is uniform.Hip roof has more positive ridges and tends to form high negative pressure zone on leeward of positive ridges.Hence,these zones are easier to be destroyed.%基于大气边界层基本理论和流体动力学基本原理,采用FLUENT软件对平面L形低矮房屋风压分布特性进行了数值模拟研究.将数值计算结果与风洞试验结果对比分析,结果吻合良好,表明数值模拟方法是合理可行的.通过数值模拟,详细分析了风向角、屋面坡度、房屋翼长、檐口高度和屋面形式等参数对平面L形低矮房屋外表面平均风压系数分布规律及体型系数的影响.结果表明:风向角与屋面坡度是影响屋面的风压系数分布与体型系数的最主要因素;最不利负压的位置随风向角的改变而不断变化,但往往出现在迎风屋面屋脊及屋檐区域;迎风屋面最不利负压随屋面坡度的增加逐渐减小,背风屋面风压系数分布相对均匀;四坡屋面阳屋脊较多,其背风区往往形成高负压区,这些区域更容易遭受风灾破坏.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2017(033)004【总页数】10页(P168-177)【关键词】低矮房屋;平面L形;湍流模型;体型系数;风压系数【作者】聂少锋;毛路;马轶;丁武侠【作者单位】长安大学建筑工程学院,西安710061;长安大学建筑工程学院,西安710061;陕西省高速公路建设集团公司,西安710054;长安大学建筑工程学院,西安710061【正文语种】中文历次风灾调查显示,低矮房屋的损坏往往是由屋面吸力所致。
大型公共建筑抗风关键技术研究与工程应用项目公示内容项目名称：大型公共建筑抗风关键技术研究与工程应用；主要完成人：李秋胜，傅学怡，陈伏彬，李宏伟，黄生洪，何运成，卢春玲，闫渤文，阳洋，张明亮，胡尚瑜，义君，舒臻孺，杨鸥；主要完成单位：香港城市大学，湖南大学，宁波杉工结构监测与控制工程中心有限公司，中国科学技术大学，长沙理工大学；申报奖种：科学技术进步奖。
项目简介：结合现场实测、风洞试验、数值计算和理论分析方法，深入系统地研究了大型公共建筑的风效应及相关问题,发展了大跨结构抗风设计的关健技术,研发了多种结构健康监测新设备及新技术,创立了几种大跨建筑结构新体系, 成果已广泛应用于实际工程,产生了重大的经济效益和社会效益。
主要创新1.采用多种监测手段，在东南沿海地区对边界层风场进行了长期的实测，得到了具有重要科学与工程意义的研究结果,建立了多种地貌类别的强/台风边界层风场模型，为结构抗风设计提供了科学依据,填补了国内外空白,已应用于多座大跨度场馆的抗台风设计。
提出了近地风速修正的标准化方法，提高了气象预报及风速统计的准确性。
2.通过多座大跨建筑结构强/台风效应的实测研究，揭示了大跨结构风荷载及风振响应特征，提出了大跨结构抗风设计的阻尼比取值范围，应用于多个实际工程。
3.研发了拥有 14 项专利的结构健康监测新设备及新技术，其性能指标达到了国际先进水平，己国产化生产及广泛应用。
4.在比前人更大的湍流尺度条件下，研究了湍流绕钝体的分离、附着、涡列发生的机理，揭示了钝体表面极值负压产生的机理以及湍流对钝体表面风压的影响,提出的风压概率模型能更准确预测峰值风压，已应用于大跨结构设计。
5.通过大量风洞实验，对大跨结构风致破坏进行了深入研究，揭示了风致内压变化规律及其引起大跨覆盖层破坏的机理,为大跨结构的抗风安全设计提供了科学依据。
提出了大跨结构高精度空间风荷载和风致响应计算及优化设计方法。
成果应用于多项实际工程,取得了重大的经济效益。
低矮房屋屋面实测峰值风压分析
李秋胜;胡尚瑜;戴益民;李正农
【摘要】通过作者研制的一套可移动实验房及测试系统对近地登陆台风风速和房屋表面风压进行同步观测,研究登陆台风近地边界层风场和低矮房屋风效应.基于0801"浣熊"台风实测数据,分析了实验房屋面角部区域局部峰值负压分布特征和相关性,探讨了角部区域峰值压力时间和空间的平均拆减效应.结果发现,峰值负压系数大于现行规范规定值;并运用广义极值概率模型极值III型对角部测点峰值负压进行极值分析,角部测点峰值负压系数与其实测峰值负压相比要大26.4%.相对良态天气条件,在台风天气作用下低矮房屋屋面角部区域局部易形成较高吸力远大于现行规范推荐值.
【期刊名称】《湖南大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2010(037)006
【总页数】6页(P11-16)
【关键词】风压实测;低矮房屋;台风观测;峰值压力;极值分析
【作者】李秋胜;胡尚瑜;戴益民;李正农
【作者单位】湖南大学,土木工程学院,湖南,长沙,410082;香港城市大学,建筑系,香港;湖南大学,土木工程学院,湖南,长沙,410082;湖南大学,土木工程学院,湖南,长沙,410082;湖南大学,土木工程学院,湖南,长沙,410082
【正文语种】中文
【中图分类】TU312。
