強(qiáng)風(fēng)作用下低矮房屋抗風(fēng)能力分析.pdf

1、臺風(fēng)是一種極端天氣現(xiàn)象，也是世界上最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，臺風(fēng)帶來的強(qiáng)風(fēng)、暴雨、風(fēng)暴潮破壞力巨大，全球每年因臺風(fēng)災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失小到數(shù)十億美元大到上百萬億美元。我國是世界上遭受臺風(fēng)影響最嚴(yán)重的地區(qū)之一，影響我國的臺風(fēng)主要形成于西北太平洋海面，影響的區(qū)域主要集中在我國東南沿海地區(qū)，其中臺灣、廣東、海南、福建影響最大，其次是廣西、浙江、上海，江蘇、山東、遼寧等地偶爾也受到影響。
　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，廣大鄉(xiāng)村的居民建筑有了較大的

2、變化，框架結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛，但是傳統(tǒng)的磚木結(jié)構(gòu)、土石結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)房屋仍大量存在，這類房屋由于建造年代久遠(yuǎn)，多存在設(shè)計(jì)施工上的問題，房屋的抗風(fēng)能力相對較差，因此對村鎮(zhèn)低矮房屋進(jìn)行強(qiáng)風(fēng)作用下的抗風(fēng)能力分析具有重要的意義。低矮房屋在強(qiáng)風(fēng)作用下的抗風(fēng)性能，既與所研究區(qū)域內(nèi)的臺風(fēng)危險(xiǎn)性有關(guān)，也與房屋的自身特性如平面形狀、結(jié)構(gòu)類型有關(guān)，為了研究低矮房屋在強(qiáng)風(fēng)作用下的抗風(fēng)能力，本文進(jìn)行了以下研究:
　　(1)廈門地區(qū)的臺風(fēng)危險(xiǎn)性分

3、析。收集影響廈門地區(qū)的臺風(fēng)資料，提取可以表征臺風(fēng)特征的關(guān)鍵參數(shù)，對每個(gè)關(guān)鍵參數(shù)選擇擬合度較好的概率分布;以Batts臺風(fēng)風(fēng)場模型為基礎(chǔ)，通過蒙特卡洛法隨機(jī)選取多組臺風(fēng)關(guān)鍵參數(shù)并代入風(fēng)場模型，取每次模擬得到的最大風(fēng)速作為此次臺風(fēng)在研究區(qū)域的最大風(fēng)速，在進(jìn)行多次模擬后得到臺風(fēng)的年最大風(fēng)速序列;以不同極值分布類型對臺風(fēng)年極值風(fēng)速序列進(jìn)行擬合，得到該地區(qū)在不同重現(xiàn)期的風(fēng)速值。
　　(2)低矮房屋的整體抗風(fēng)性能分析。通過在ANSYS中建立三

4、層無筋砌體結(jié)構(gòu)有限元模型，以結(jié)構(gòu)最大層間位移角和頂點(diǎn)位移角作為結(jié)構(gòu)整體抗風(fēng)性能指標(biāo)?？紤]結(jié)構(gòu)主要材料的力學(xué)性能隨機(jī)性能，生成100組結(jié)構(gòu)樣本;順風(fēng)向風(fēng)由平均風(fēng)和脈動風(fēng)組成，通過Davenport風(fēng)速譜生成100組以10m高度平均風(fēng)速為基礎(chǔ)的多點(diǎn)風(fēng)速;建立結(jié)構(gòu)組與風(fēng)速組對應(yīng)關(guān)系，計(jì)算每組結(jié)構(gòu)在相應(yīng)風(fēng)速下的響應(yīng)，從而得到結(jié)構(gòu)性能參數(shù)與10m高度處平均風(fēng)速之間的關(guān)系。依據(jù)性能指標(biāo)的變化范圍建立結(jié)構(gòu)五種不同破壞狀態(tài)，計(jì)算不同強(qiáng)風(fēng)作用下結(jié)構(gòu)處于不

5、同破壞狀態(tài)的概率，繪制結(jié)構(gòu)不同破壞狀態(tài)的易損性曲線，并結(jié)合該地區(qū)的強(qiáng)風(fēng)危險(xiǎn)性和結(jié)構(gòu)在強(qiáng)風(fēng)下的易損性，分別以結(jié)構(gòu)最大層間位移角和頂點(diǎn)位移角計(jì)算結(jié)構(gòu)發(fā)生不同破壞狀態(tài)的年均概率。
　　(3)雙坡屋面的抗風(fēng)能力分析。風(fēng)荷載在建筑物表面的風(fēng)壓分布不均勻，通常在屋檐、屋脊等局部區(qū)域，由于氣流的分離使得局部風(fēng)壓較大，結(jié)構(gòu)表面構(gòu)件容易發(fā)生破壞。為了研究低矮房屋在強(qiáng)風(fēng)作用下的局部抗風(fēng)能力，本文以雙坡屋面房屋為例，分析在屋面坡度不同時(shí)屋面主要受力構(gòu)件