城市建筑物邊界層結構影響數(shù)值試驗

采用了一種大氣邊界層自保持的方法,并基于sstk-ω湍流模型,從壓力等值線、平均風速和湍動能等方面,對建筑物表面風壓進行了研究,指出大氣邊界層自保持方法可以應用于建筑物風壓計算中。

基于風洞系統(tǒng)對建筑結構所處的大氣邊界層風場進行試驗研究,結果表明在風洞中采用尖劈和粗糙源組合的被動控制方式,能夠實現(xiàn)建筑結構來流風場的模擬,其平均風速剖面、湍流強度及脈動風功率譜密度模擬結果與規(guī)范要求一致性非常好。

應用城市氣候數(shù)值模式,分別計算了三棟6層住宅樓和一棟20層住宅樓兩類建筑形式影響下的風場,以及在此風場中街道汽車尾氣的濃度分布.計算結果表明在總建筑面積基本相同的情況下,高層建筑周圍環(huán)境的通風自凈能力要優(yōu)于多層建筑.

應用城市氣候數(shù)值模式,分別計算了3棟6層住宅樓和1棟20層住宅樓兩類建筑形式產(chǎn)生的風場,以及在此風場中街道汽車尾氣的濃度分布。計算結果表明在總建筑面積相同情況下,高層建筑周圍環(huán)境的通風自凈能力要優(yōu)于多層建筑。

1 平板邊界層速度分布測量實驗指導書 實驗目的： 通過零迎角平板流動的流速測量，獲取流速沿物面法向分布。 學習總壓管測速。 實驗裝置和儀器： （1）風洞：回流開口小型風洞，試驗段見 右圖，矩形有機玻璃管道中夾放一 金屬板，來流沿管道被該板分開， 從出口流出。出口截面的靜壓為大氣 壓。 （2）偏平總壓探針頭：偏平總壓探針頭頂可 在出口截面內水平移動，移動量由微分尺控制。 （3）酒精斜管壓力計：斜角θ=30o，系數(shù)k=1.0, 一頭通大氣，另一頭接總壓探頭。 實驗原理： 測量原理，就是伯努利定理：不計重力，氣流的動壓和靜壓之和為總壓。 設總壓為p0，則)(])()([ 2 1 )(220ypyvyuyp（1） y為探頭中心距平板的距離，u、v分別為平行于平板的流速和平板法向的流速， p為當?shù)仂o壓，ρ為氣流的密度。 因為apyp)(，uv 由（1）可得 ])([2)(

海洋底邊界層中實測海流的垂直分布I1余流邊界層-海洋科學

通過對平板湍流邊界層進行大渦模擬,采用擬周期邊界條件維持湍流邊界層厚度穩(wěn)定,提取速度和壓力時程作為低矮建筑繞流模擬之脈動入流邊界條件,研究脈動入流下的低矮建筑繞流特性。研究結果表明:入流邊界特性對網(wǎng)格變化適應性良好,其平均速度剖面、湍流強度、流速頻譜特性基本符合空曠地貌風場特性;脈動入流下,建筑表面的平均風壓系數(shù)、脈動風壓系數(shù)的計算結果與風洞試驗結果基本吻合。受雷諾數(shù)及湍流強度的影響,流動分離區(qū)負壓與試驗值存在一定差別;屋蓋上分離區(qū)風壓時程具有非高斯概率特性,尤以氣流分離較劇烈的屋蓋迎風邊緣及屋蓋兩側風壓的非高斯特性明顯,該特征與風洞試驗基本一致;受非高斯特性的影響,建議峰值因子g取4.5~5.5。

針對有限單元法模擬實際為半無限土體時有限邊界分析模型會引起較大誤差的缺點,引入黏彈性人工邊界結合有限元數(shù)值模型以便準確地描述循環(huán)動荷載作用下地基的響應問題。分別采用固定邊界、黏性邊界及黏彈性邊界有限元3種方法計算了交通荷載作用下的地基響應。通過與lamb問題解析解對比分析表明,黏彈性邊界有限元數(shù)值模型的計算結果與解析解非常吻合,而固定邊界、黏性邊界數(shù)值模型的計算結果存在不合理現(xiàn)象。算例表明研究交通荷載作用下地基響應時,尤其是分析重復交通荷載作用下的殘余變形,宜采用黏彈性邊界有限元模型。

基坑開挖及降水引起周圍地面不均勻沉降并導致周圍建筑物傾斜、開裂等問題,一直以來都受到人們的關注。在總結當前地面沉降計算方法的基礎上,結合具體工程實例采用彈塑性有限單元法模擬基坑支護、降水以及開挖步驟,分析其對周圍地面沉降及建筑物的影響。計算分析結果表明,施工支護條件對支護結構周圍土體影響較大,考慮降水和不考慮降水計算結果相差20mm左右,表明抽水引起的變形較大,最后提出了減少沉降的主要措施。

通過風洞實驗對大氣污染物擴散特性進行了模擬試驗研究,重點討論了建筑物結構形式變化對周圍環(huán)境污染濃度的影響,在此基礎上對影響污染濃度的各個要素進行了分析與討論,得到了大氣污染物在復雜結構建筑物之間擴散的一般規(guī)律。

在城市街谷模式的基礎上引入葉面指數(shù),對小型林帶的防風效應進行模擬、檢驗,通過實驗結果與野外觀測值的比較,證明此模式能較為合理的模擬防護林的動力遮蔽效應;將此模式應用于小型綠化帶對高大建筑物周圍風環(huán)境的影響的數(shù)值模擬,數(shù)值實驗證明在城市冠層內,城市小型綠化帶對高大建筑物周圍行人高度的風場環(huán)境影響顯著,設置合理的小型綠化帶對城市高大建筑物附近風場有良好的改善效果。模擬實驗中可見,在3m/s的入流風速下,建筑物側面的角隅流達5m/s,設置合理的綠化帶可使之降低到3.5m/s。

首先通過現(xiàn)場測試的方法對鐵路線附近建筑物的振動特性、建筑物振動的傳播規(guī)律及其影響因素進行了研究,然后建立了列車-大地-隔振溝-建筑物耦合動力分析模型,對隔振溝的溝深、溝長、溝到建筑物的距離和填充材料等四種結構參數(shù)對隔振效果的影響進行了分析。結果表明:列車引發(fā)的建筑物振動屬于低頻振動,建筑物結構對高頻振動具有衰減的作用;振動隨列車速度的提升而增大,隨列車編組的加長而增大,隨列車軸重的增加而增大;建筑物的振動水平隨樓層的上升呈曲折分布;隔振溝的溝深、溝長、溝與建筑物之間的距離以及填充材料的變化對建筑物樓板的振動都有比較大的影響。

從使用荷載作用下和自然災害過后現(xiàn)存結構的維修和改造來看,人們近來更加重視結構破壞的檢測。在此領域,以前的大多數(shù)檢測體系研究考慮的結構模型不超過3個自由度。盡管大部分檢測的模型在理論上是可行的,但由于模型頻率對結構局部變化的不靈敏、模型的過度簡化、數(shù)值收斂的困難及其固有的檢測噪聲等原因,實際結構的局部破壞檢測任務十分艱巨。本文提出了一種簡化方法,用以檢測剛度變化時多層框架的局部破壞,并采用靜力簡化來

應用微分法和動量積分法對風機葉片理想流動湍流邊界層流場進行了計算,分析了旋轉與曲率對邊界層的影響并對2種計算方法進行了比較。

在城鎮(zhèn)地區(qū)開展重力調查時,建筑物對重力測量的影響往往被忽視。為了解決城市建筑物重力影響的校正問題,首先采用直立長方體來模擬建筑物模型,計算了單一建筑物的重力校正值隨建筑物高度和校正半徑的變化趨勢,結果表明校正值在校正半徑為0~250m之間時急劇增加,在校正半徑達到250m以后逐漸趨近一常數(shù)。隨后,以1∶25萬區(qū)域重力調查為例,對比校正半徑為50m、250m和1000m的建筑物影響值,發(fā)現(xiàn)250m的校正范圍既能滿足近中區(qū)地形校正精度要求,又便于野外操作,要減小250m的校正范圍以外建筑物的影響,采用簡單易行的理論計算方法即可實現(xiàn)。最后給出了城市建筑物重力校正的野外觀測方法和繪圖式記錄方式。該校正方法和方案能夠消除城市建筑物對重力測量影響,有助于提高城鎮(zhèn)地區(qū)重力異常精度。

復雜流體邊界區(qū)水工建筑物結構的振動

用自制的微熱偶式測溫和測濕裝置分別對大直徑水平旋轉圓筒表面溫度邊界層和濃度邊界層進行了測量.實驗表明,旋轉對順向側和逆向側的影響情況有所不同.順向側邊界層的溫度梯度和濃度梯度隨旋轉雷諾數(shù)的增加一直增大,而逆向側的溫度梯度和濃度梯度隨旋轉雷諾數(shù)的增加先減小后增加.用微熱偶式測溫裝置測量邊界層溫度分布時,由輻射引起的溫度測量誤差不超過3%;用微熱偶式測濕裝置測量邊界層濃度分布時,由輻射引起的濕球溫度測量誤差在3%~8%,且離圓筒越近測量誤差越大.

2.3.1定義 退線距離：系指建筑物后退各種規(guī)劃控制線（包括：規(guī)劃道路、綠化隔離帶、鐵路隔離 帶、河湖隔離帶、高壓走廊隔離帶）的距離。 退界距離：系指建筑物后退相鄰單位建設用地邊界線的距離。 城市道路：系指在總體規(guī)劃和分區(qū)土地使用規(guī)劃中已確定的及詳細規(guī)劃中規(guī)定的主干 道、次干道、支路。 建筑工程與城市道路之間的距離：系指建筑物臨城市道路一側最突出部分與道路紅線 之間的水平方向的垂直距離。 城市道路寬度：系指該道路兩側規(guī)劃紅線之間的水平方向的垂直距離。 現(xiàn)有城市道路路面邊線：當路面為單幅路時，系指路牙線；當路面為三幅路(機動車道 與非機動車道之間以隔離帶分隔)時，系指非機動車道路牙線。 2.3.2退讓規(guī)劃道路紅線距離 一般規(guī)定： 1．不允許突入道路紅線的建筑突出物：建筑物的臺階、平臺、窗井、坡道、花池、散 水、地下室進排風口、地下建筑及建筑基礎；除基地內連接城市管線以

基坑施工降水由降水點呈輻射狀向周圍產(chǎn)生影響,較為明顯時可觀察到地面或建筑物產(chǎn)生某種有規(guī)律的裂縫。對于墻體、門窗拐角及樓面板存在較多裂縫的舊建筑物,通過鉆孔降水試驗研究其對建筑物的影響,根據(jù)裂縫形態(tài)及結構復核計算分析裂縫產(chǎn)生原因。

加筋平板結構在工程、建筑等領域中有廣泛應用。本文提出了一種加筋平板結構聲振響應模型,可同時考慮任意邊界條件和任意加筋參數(shù),并快速計算結構的振動特性及聲傳遞損失。基于該模型并結合低頻噪聲評價指標,本文對加筋型平板建筑結構的低頻隔聲性能進行了綜合分析,研究結果表明：建筑結構的邊界條件和加筋參數(shù)都對建筑結構的隔聲性能有重要影響,本文所提模型及分析方法能有效分析這些影響,并有助于加筋型建筑結構的優(yōu)化設計。

將深基坑、支護結構及周邊建筑物置于一個系統(tǒng)中,應用abaqus軟件對深基坑開挖的全過程進行數(shù)值模擬分析,研究鄰近基坑的框架結構建筑物在距基坑不同距離、不同方向的情況下,建筑物沉降、側移的變化規(guī)律,并將模擬計算結果與實測值進行分析和對比。

混凝土內埋設高質量膨脹螺栓緊固機件，以代替預埋件，這在核電站工程建設中獲得廣泛的應用，為了保證核電站建設的安全，緊固件設置所遇到的各種工況都必須予以考慮，其中邊界影響的效應是一個主要的問題，本文對邊界距離和兩個膨脹螺栓間距的影響進行了試驗，并作了簡要的分析。