强风作用下低矮房屋抗风能力分析

发布时间：2017-12-30 08:16

本文关键词：强风作用下低矮房屋抗风能力分析　出处：《大连理工大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：台风是一种极端天气现象,也是世界上最严重的自然灾害之一,台风带来的强风、暴雨、风暴潮破坏力巨大,全球每年因台风灾害造成的经济损失小到数十亿美元大到上百万亿美元。我国是世界上遭受台风影响最严重的地区之一,影响我国的台风主要形成于西北太平洋海面,影响的区域主要集中在我国东南沿海地区,其中台湾、广东、海南、福建影响最大,其次是广西、浙江、上海,江苏、山东、辽宁等地偶尔也受到影响。随着我国经济的快速发展,广大乡村的居民建筑有了较大的变化,框架结构、砖混结构的应用越来越广泛,但是传统的砖木结构、土石结构、木结构房屋仍大量存在,这类房屋由于建造年代久远,多存在设计施工上的问题,房屋的抗风能力相对较差,因此对村镇低矮房屋进行强风作用下的抗风能力分析具有重要的意义。低矮房屋在强风作用下的抗风性能,既与所研究区域内的台风危险性有关,也与房屋的自身特性如平面形状、结构类型有关,为了研究低矮房屋在强风作用下的抗风能力,本文进行了以下研究：(1)厦门地区的台风危险性分析。收集影响厦门地区的台风资料,提取可以表征台风特征的关键参数,对每个关键参数选择拟合度较好的概率分布；以Batts台风风场模型为基础,通过蒙特卡洛法随机选取多组台风关键参数并代入风场模型,取每次模拟得到的最大风速作为此次台风在研究区域的最大风速,在进行多次模拟后得到台风的年最大风速序列；以不同极值分布类型对台风年极值风速序列进行拟合,得到该地区在不同重现期的风速值。(2)低矮房屋的整体抗风性能分析。通过在ANSYS中建立三层无筋砌体结构有限元模型,以结构最大层间位移角和顶点位移角作为结构整体抗风性能指标。考虑结构主要材料的力学性能随机性能,生成100组结构样本；顺风向风由平均风和脉动风组成,通过Davenport风速谱生成100组以10m高度平均风速为基础的多点风速；建立结构组与风速组对应关系,计算每组结构在相应风速下的响应,从而得到结构性能参数与10m高度处平均风速之间的关系。依据性能指标的变化范围建立结构五种不同破坏状态,计算不同强风作用下结构处于不同破坏状态的概率,绘制结构不同破坏状态的易损性曲线,并结合该地区的强风危险性和结构在强风下的易损性,分别以结构最大层间位移角和顶点位移角计算结构发生不同破坏状态的年均概率。(3)双坡屋面的抗风能力分析。风荷载在建筑物表面的风压分布不均匀,通常在屋檐、屋脊等局部区域,由于气流的分离使得局部风压较大,结构表面构件容易发生破坏。为了研究低矮房屋在强风作用下的局部抗风能力,本文以双坡屋面房屋为例,分析在屋面坡度不同时屋面主要受力构件檩条、椽条等的应力变化影响,分析对屋面抗风能力影响较大的构件,确定有利于屋面抗风和屋面排水的较好坡度范围。
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【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU352.2

【参考文献】