因積雪導致的建筑結構損毀和人員傷亡事故時有發(fā)生，近年來頻繁出現(xiàn)的極端氣候使這一問題更加突出，正確預測屋蓋結構雪荷載對保障結構安全非常重要。本書是作者十幾年科研、教學及工程咨詢工作與成果的總結。全書共七章，系統(tǒng)介紹了屋蓋結構雪荷載研究和工程應用的基礎知識、基本原理和物理及數(shù)值模擬方法，內(nèi)容包含地面雪壓、屋蓋結構雪荷載的精細化預測及結構在雪荷載作用下的反應等。本書注重工程應用，包含了許多試驗和計算分析實例。
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負責了北京大興國際機場航站樓、烏魯木齊新機場航站樓、重慶江北國際機場 T3A 航站樓、深圳機場T3 航站樓、青島新機場航站樓、哈爾濱富力江灣新城等多個重大工程的風雪荷載研究項目。
目錄
前言
主要符號說明
第1章 緒論1
1.1 屋蓋結構雪災1
1.2 雪的形成、變質(zhì)作用及基本物理特性3
1.2.1 雪的形成3
1.2.2 雪的變質(zhì)作用5
1.2.3 雪的基本物理特性7
1.3 雪荷載對屋蓋結構的影響12
參考文獻13
第2章 地面雪壓模擬15
2.1 基本雪壓15
2.2 地面融雪模型16
2.2.1 度日模型16
2.2.2 單層融雪模型17
2.2.3 多層融雪模型19
2.3 地面雪壓模擬算例34
2.3.1 地面雪壓的模擬方法34
2.3.2 代表性地區(qū)的選擇35
2.3.3 雪水當量36
2.3.4 積雪密度38
2.3.5 地面雪壓標準值的計算40
2.4 本章小結41
參考文獻41
第3章 地面雪運動模擬45
3.1 大氣邊界層風的基本特性45
3.1.1 平均風特性45
3.1.2 脈動風特性46
3.2 風吹雪的特性49
3.2.1 風吹雪的運動形式49
3.2.2 雪躍移及懸移運動特性50
3.2.3 地面雪質(zhì)量傳輸率公式總結61
3.3 地面雪運動的數(shù)值模擬62
3.3.1 基于歐拉-拉格朗日方法的地面雪運動模擬63
3.3.2 基于歐拉-歐拉方法的地面雪運動模擬83
3.4 本章小結92
參考文獻92
第4章 屋面遷移雪荷載的數(shù)值模擬96
4.1 屋面遷移雪荷載的數(shù)值模擬研究簡介96
4.2 基于歐拉-歐拉方法的風吹雪數(shù)值模型98
4.2.1 風相控制方程98
4.2.2 雪相控制方程99
4.2.3 雪表面的侵蝕/沉積模型100
4.3 歐拉-歐拉方法在屋面遷移雪模擬中的應用103
4.3.1 雙坡屋蓋介紹103
4.3.2 計算模型與參數(shù)設置104
4.3.3 數(shù)值模擬與風洞試驗結果110
4.3.4 關鍵參數(shù)對屋面積雪深度變化率/摩擦速度的敏感性分析112
4.3.5 不同坡度屋面的模擬結果116
4.3.6 數(shù)值模擬方法在復雜建筑屋面遷移雪模擬中的應用127
4.4 風吹雪分段定常模擬方法130
4.4.1 數(shù)值模擬方法與模擬參數(shù)130
4.4.2 風洞試驗簡介134
4.4.3 模擬結果分析136
4.4.4 實例研究141
4.5 建筑屋面雪荷載模擬的實用方法——有限面積單元法142
4.5.1 有限面積單元法簡介142
4.5.2 有限面積單元法的基本原理143
4.5.3 有限面積單元法的計算步驟146
4.5.4 有限面積單元法的應用案例147
4.6 本章小結148
參考文獻148
第5章 屋面遷移雪荷載的風洞試驗154
5.1 風洞試驗研究簡介154
5.2 風洞試驗平臺介紹157
5.2.1 大氣邊界層風洞的分類157
5.2.2 風洞中大氣邊界層風場的模擬159
5.3 風雪風洞試驗的相似理論160
5.3.1 流場相似161
5.3.2 雪顆粒起動相似163
5.3.3 運動雪顆粒受力狀態(tài)相似164
5.3.4 時間相似165
5.3.5 休止角相似166
5.4 替代雪顆粒模擬屋面積雪重分布的風洞試驗168
5.4.1 高低屋面積雪重分布的風洞試驗168
5.4.2 不同跨度平屋面積雪重分布的風洞試驗178
5.5 人造雪降雪條件下的風洞試驗188
5.5.1 風雪低溫試驗平臺188
5.5.2 降雪條件下的雪遷移模擬194
5.6 本章小結205
參考文獻205
第6章 屋面滑落雪荷載210
6.1 不考慮坡度的屋面滑落雪荷載模擬210
6.1.1 滑落雪荷載系數(shù)的定義210
6.1.2 不考慮坡度的非平屋面滑落雪荷載模擬方法211
6.1.3 屋面滑落雪荷載模擬實例215
6.2 考慮坡度的屋面滑落雪荷載模擬224
6.2.1 考慮坡度的屋面滑落雪荷載模擬方法224
6.2.2 考慮坡度的屋面滑落雪荷載模擬實例227
6.3 滑落距離的計算237
6.4 防止屋面積雪滑落的措施238
6.5 本章小結241
參考文獻242
第7章 荷載作用下屋蓋與屋面結構效應及可靠度244
7.1 風雪聯(lián)合作用下屋蓋結構氣彈模型的風洞試驗244
7.1.1 風雪聯(lián)合作用下氣彈模型設計的相似性理論244
7.1.2 風洞試驗概況246
7.1.3 三種對比試驗251
7.1.4 試驗結果與討論252
7.2 雪荷載作用下屋蓋結構可靠度基礎266
7.2.1 雪荷載作用下屋蓋結構可靠度評估的不確定性266
7.2.2 屋蓋結構可靠度和分項系數(shù)設計表達式的方法266
7.2.3 雪荷載作用下的屋蓋結構可靠度分析與結果268
7.3 不同規(guī)范雪荷載作用下屋面結構響應的初步比較273
7.3.1 雙坡屋面結構雪荷載273
7.3.2 雙坡屋面結構響應分析276
7.4 本章小結279
參考文獻279
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