位置:立项数据库 > 立项详情页
沿海近地台风风场特性与多层房屋风荷载实测研究
  • 项目名称:沿海近地台风风场特性与多层房屋风荷载实测研究
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 批准号:51008237
  • 申请代码:E080802
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2011-01-01-2013-12-31
  • 项目负责人:史文海
  • 负责人职称:副教授
  • 依托单位:温州大学
  • 批准年度:2010
中文摘要:

本项目主要研究构建一套能够满足沿海地区多层房屋风荷载和典型地貌上近地面台风风剖面状况实测需要的便携式风荷载与风场测试系统,在我国强台风活动尤为频繁的浙江南部和福建北部沿海地区系统地开展实测研究,以获得丰富、全面和有工程意义的现场实测数据。通过在台风登陆时迅速将便携式风荷载与风场测试系统布置在预先选定的离台风登陆点较近的多层房屋和多种典型地貌上开展同步实测,探索强台风时典型多层房屋(2-7层)的风荷载状况和近地面20米内多种典型地貌(如海岛、沿海滩涂、山地、平原、市郊和城市市区等)上的强台风风场状况(风速剖面、湍流度剖面、功率谱等)。应用多元统计分析方法对不同地貌上多层房屋风荷载和风场实测数据进行分析,揭示出符合我国实际情况的多层房屋表面的风压分布规律和强台风风场特征,结合数值模拟方法,提出台风作用下多层房屋等效风荷载确定的新方法,为沿海地区多层建筑物的抗台风设计提供可靠的参数和依据。

结论摘要:

该项目利用近年来迅速发展的新方法和新技术,基于大量的台风灾害、建筑体型和地貌特征调研,在温州和厦门建立了多个建筑物风效应试验基地,开展了大量建筑物风效应试验工作,重点研究了台风作用下沿海地区多层房屋和高层建筑的风荷载和风致响应特征,以及多种典型地貌上的近地面和高空台风风场剖面特性,获得了丰硕的具有工程意义和科学价值研究成果,完成了研究目标。主要研究成果如下(1)重点解决了传感器选择及其布设、现场实测和数据传输等问题,成功研制了1套二层双坡屋面测风房,以及2套针对既有村镇房屋和高层建筑风效应试验的便携式测试系统,新建了4处低矮房屋和高层建筑风效应试验基地,为提出和建立适合我国国情的多层和高层建筑的抗风方法和技术提供了国际先进的综合研究平台。(2)对双坡屋面测风房和既有多层村镇民宅成功实施了5个台风的实测,对高层建筑成功实施了6个台风的实测,对多处观测点同时成功实现了10个台风影响下的近山、海岛山坡和沿海平坦地貌上近地面和高空风场剖面的实测。(3)基于试验研究,总结出了台风作用下沿海平坦地貌上二层双坡屋面测风房和海岛山坡地形上既有多层房屋墙面和屋面的瞬时风压、平均风压、平均风压系数和脉动风压系数等参数的分布特征及变化规律;获得了台风作用下近山、海岛山坡和沿海平坦地貌上近地面和高空风场的风场剖面特性和不同平均时距下的湍流剖面特征,并通过对比研究获得了其风场特性的异同点。 (4)通过对风场统计分析中平均时距和滑动平均法的研究,研究发现了短时距如1min平均时距统计值和以1min为间隔的滑动平均法对实测风场数据利用更加充分,能更加充分地揭示出强风的统计特性。(5)实测获得了台风作用下沿海超高层建筑的阻尼、固有频率及振型等结构动力特性及其变化规律,以及超高层建筑幕墙玻璃表面的风压和风致应力特征,总结出了台风作用下玻璃幕墙的风压与应变应力的关系以及其应力分布规律。(6)基于数据融合理论,提出了建筑物风荷载实测的传感器布置方法和实测数据分析处理方法;提出了基于多阶段抽样技术的随机减量法。(7)基于项目调研,总结出了沿海地区多层房屋的建造地形、体型特征、结构形式和风损、风毁机理,以及灾害台风的特征。(8)基于项目成果,发表了22篇研究论文,其中SCI收录论文1篇,EI收录论文14篇,另有多篇论文已经投稿,并研发了3项专利。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 17
  • 7
  • 1
  • 0
  • 0
相关项目
期刊论文 116 会议论文 40
期刊论文 38 获奖 1
史文海的项目