收藏 分享(赏)

岭南古建筑瓦面的风雨荷载临界值计算与分析_李文斌.pdf

上传人:学资料 文档编号:20704453 上传时间:2023-05-05 格式:PDF 页数:3 大小:849.40KB
下载 相关 举报
岭南古建筑瓦面的风雨荷载临界值计算与分析_李文斌.pdf_第1页
第1页 / 共3页
岭南古建筑瓦面的风雨荷载临界值计算与分析_李文斌.pdf_第2页
第2页 / 共3页
岭南古建筑瓦面的风雨荷载临界值计算与分析_李文斌.pdf_第3页
第3页 / 共3页
亲,该文档总共3页,全部预览完了,如果喜欢就下载吧!
资源描述

1、第 卷 第 期 年 月 广 东 气 象 收 稿 日 期:作 者 简 介:李 文 斌(年 生),男,本 科,工 程 师,主 要 从 事 气 象 防 灾 技 术 服 务 和 应 用 气 象 研 究 工 作。:李 文 斌,潘 志 豪,林 汝 城,等 岭 南 古 建 筑 瓦 面 的 风 雨 荷 载 临 界 值 计 算 与 分 析 广 东 气 象,():岭 南 古 建 筑 瓦 面 的 风 雨 荷 载 临 界 值 计 算 与 分 析李 文 斌,潘 志 豪,林 汝 城,许 春 林,郑 仕 友,沈 碧 辉(四 会 市 气 象 局,广 东 四 会)摘 要:为 了 分 析 岭 南 古 建 筑 瓦 面 的 风 雨

2、荷 载 临 界 值,选 取 广 东 四 会 遭 受 气 象 灾 害 较 严 重 的 个年 份 对 应 日 期 和 至 年 出 现 级 大 风 降 雨 的 样 本 数 据 共 个,用 其 最 大 平 均 风 速 和降 雨 量 计 算 出 风 雨 总 荷 载 力,并 结 合 城 区 被 调 查 观 察 的 砖 瓦 结 构 房 屋 出 现 结 构 失 效 的 历 史 调 查 观 察记 录,用 计 算 公 式 计 算 出 瓦 面 最 低 结 构 抗 力、风 雨 荷 载 力 及 其 结 构 失 效 概 率。结 果 表 明:大 于 瓦 面 最低 结 构 抗 力 时 的 失 效 概 率 为,结 构 准 失

3、效 率 为,把 准 失 效 概 率 应 用 在 调 查 样 本 数 据 的 空 白 区间,用 蒙 特 卡 洛 模 拟 软 件 模 拟 出 空 白 区 间 的 数 据,划 定 出 瓦 面 失 效 率 在 时 对应 的 荷 载 力 临 界 值,更 客 观 地 对 气 象 灾 害 风 险 预 警 等 级 作 出 判 别。关 键 词:应 用 气 象;结 构 失 效 概 率;风 雨 荷 载 力;蒙 特 卡 洛 模 拟;风 险 预 警 等 级;岭 南 古 建 筑 瓦 面 中 图 分 类 号:文 献 标 志 码:岭 南 众 多 古 建 筑 建 于 清 朝 时 代,一 般 都 经 历过 上 百 年 的 风 雨

4、 洗 礼,极 具 历 史 保 留 价 值,但 不少 古 建 筑 因 年 久 失 修 导 致 屋 面 瓦 片 损 坏 或 脱 落,存 在 屋 面 坍 塌 的 可 能 性,而 政 府 目 前 对 老 城 区 旧建 筑 趋 向 实 行 只 改 造 不 拆 卸 政 策,因 此 砖 瓦 结 构的 旧 房 屋 在 大 风 大 雨 天 时 很 可 能 会 危 及 居 民 出入 和 行 人 安 全。当 今 国 内 大 多 数 学 者 在 研 究 风灾 致 使 房 屋 受 损 等 方 面 时 均 采 用 大 范 围 夜 间 灯光 遥 感 数 据 或 人 造 实 验 装 置 进 行 采 样 测 算,没 有考 虑

5、到 实 际 建 筑 物 的 使 用 年 限 和 建 筑 工 艺,缺 乏定 点 实 地 勘 察 研 究。本 研 究 采 用 四 会 城 区 建 于清 光 绪 年 间 用 砂 浆 作 建 筑 黏 合 材 料 的 砖 瓦 房 屋作 为 研 究 对 象(图),结 合 房 屋 结 构 失 效 调 查数 据,统 计 出 风 雨 总 荷 载 力 超 过 屋 面 最 低 结 构 抗力 时 屋 面 瓦 片 的 失 效 概 率,用 蒙 特 卡 洛 随 机 模 拟法 计 算 出 瓦 面 出 现 结 构 失 效 时 对 应 的 风 雨 荷 载力 临 界 值,对 城 镇 居 民 发 布 准 确 的 气 象 灾 害 等

6、级预 警 具 有 一 定 指 导 意 义,为 筑 牢 气 象 防 灾 减 灾 第一 道 防 线 起 重 要 的 支 撑 作 用。图 砖 瓦 房 屋 示 意 图 资 料 与 方 法本 研 究 选 取、年 遭 受气 象 灾 害 较 严 重 的 个 年 份 对 应 日 期 和 至 年 个 出 现 级 大 风 降 雨 的 最 大平 均 风 速 和 降 雨 量 作 样 本 数 据,运 用 建 筑 物 结 构抗 力 和 风 雨 荷 载 力 计 算 公 式,计 算 出 不 同 密 度 的屋 面 瓦 片 的 结 构 抗 力 和 风 雨 荷 载 力,比 较 结 构 抗力 和 总 荷 载 力 之 间 对 屋 面

7、瓦 片 损 坏 情 况 的 关 系,用 蒙 特 卡 洛 随 机 模 拟 法 计 算 出 瓦 面 出 现 结 构 失效 时 对 应 的 风 雨 荷 载 力 临 界 值,划 分 出 气 象 灾 害风 险 预 警 等 级 级 别。建 筑 物 的 结 构 抗 力 一 般 取 决 于 建 筑 构 件 截面 形 状 的 尺 寸、材 料 性 能、作 用 力 和 几 何 参 数。瓦 面 结 构 抗 力 取 计 算 公 式 为瓦 面()其 中,为 抗 压 提 高 系 数;为 屋 面 坡 度();为 屋 面 瓦 片 的 重 力 密 度()。本 研 究 选 取岭 南 四 会 市 城 区 屋 面 坡 度 范 围 在.

8、,即 的 古 建 筑 做 调 查样 本。抗 压 提 高 系 数 是 荷 载 力 均 匀 作 用 在 砌 体局 部 受 压 面 积 上 的 力,其 计 算 公 式 为()其 中,为 瓦 片 面 积();为 瓦 片 间 的 叠 砌 面积()。根 据 现 场 取 样 测 量,瓦 片 样 本 有 种 规 格,如 表 所 示。把 表 的 样 本 测 量 数 据 代 入 式()计 算 得 两种 屋 面 瓦 片 的 抗 压 提 高 系 数 分 别 为,;把 和 代 入 式()计 算 得 两 种 屋 面 瓦 片每 单 位 立 方 米 的 结 构 抗 力 分 别 为 瓦 片.,瓦 片;推 得 厚 度 的 瓦 片

9、 结 构 抗 力 瓦 片.,厚 度 的 瓦 面 结 构 抗 力 瓦 片.。表 屋 面 瓦 片 样 本 测 量 数 据样 本 屋 面 坡 度()重 力 密 度()瓦 片 面 积 叠 砌 面 积 瓦 片 厚 度 瓦 片 瓦 片 蒙 特 卡 洛 随 机 模 拟 法 是 为 了 求 解 数 学、物理 以 及 工 程 技 术 等 问 题 而 建 立 的 一 个 概 率 模 型,使 它 的 参 数 等 于 问 题 的 解,然 后 通 过 对 模 型 的 抽样 试 验 来 计 算 所 求 参 数 的 统 计 特 征,最 后 给 出 所求 解 的 近 似 值。结 果 与 分 析 屋 面 瓦 片 的 风 荷 载

10、 力 计 算风 荷 载 的 计 算 公 式 为()其 中,为 风 荷 载 标 准 值();为 高 度上 的 风 振 系 数(迎 风 面 取);为 风 荷 载 体型 系 数(小 城 镇 取);为 风 压 高 度 的 变 化系 数(小 城 镇 取),为 基 本 风 压()。根 据 伯 努 利 方 程 并 结 合 我 国 雨 季 东 南沿 海 地 区 的 气 压、气 温 和 相 对 湿 度 数 据,可 算得 空 气 密 度 空 气,将 其 换 算 为 工 程中 常 用 的 单 位 制,可 求 得 空 气()其 中,为 平 均 最 大 风 速()。把 个 样 本 数 据 代 入 式(),可 求 得 样

11、 本 的 平 均 风 荷载 力 平 均。屋 面 瓦 片 的 雨 荷 载 力 计 算本 研 究 用 单 位 面 积 上 的 降 雨 强 度 作 为 降 雨对 屋 面 瓦 片 的 雨 荷 载 力,利 用 口 径 雨 量 器测 量 得 到 的 雨 量 质 量,可 算 得 降 雨 量 的 质量 为,根 据 个 样 本 数 据 的 最 大降 雨 量(),可 求 得 平 均 降 雨 荷 载 力平 均(),其 中,为 重 力(),为 口 径 雨 量 器 截面 积()。风 雨 总 荷 载 力 的 计 算 及 其 与 屋 面 瓦 片 结 构失 效 的 关 系 把 风 荷 载 和 雨 荷 载 平 均 作 用 力

12、相 加 可 求 得屋 面 瓦 片 的 平 均 总 荷 载 作 用 力 总 平 均 平 均。当 瓦 面 承 受 的 风 雨 总 荷 载 力总超 过 最 低 结 构 抗 力 时,瓦 面 就 有 可 能 出 现结 构 失 效 的 现 象,调 查 统 计 数 据 如 表 所 示。表 瓦 片 结 构 失 效 概 率日 期()风 雨()瓦 片 结 构失 效 情 况 失 效 失 效 失 效 正 常 失 效 失 效 正 常 正 常 正 常 失 效 正 常 失 效 正 常 失 效 失 效 正 常 正 常 失 效 正 常 正 常 正 常 正 常 正 常 失 效 正 常 正 常 正 常超 过 结 构 抗 力 的 结

13、 构 失 效 率 广 东 气 象 第 卷 从 表 可 见,当 风 雨 总 荷 载 力 大 于.时,瓦 片 结 构 失 效 的 概 率 为,大 于 瓦 片最 低 结 构 抗 力.时 的 失 效 概 率 为.,有.的 概 率 瓦 片 处 于 结 构 准 失 效 状 态。因 为 调 查 样 本 数 据 有 限,为 了 更 准 确 地 得 到 引 起瓦 片 结 构 失 效 时 对 应 受 到 的 风 雨 荷 载 力 临 界 值,可 假 设 瓦 面 在 承 受 风 雨 荷 载 力 在.时 结 构 的 准 失 效 率 也 为.,应 用 蒙 特卡 洛 随 机 模 拟 法 的 软 件 模拟 出 荷 载 力 从

14、.的 若 干 模 拟数 据,绘 制 风 雨 总 荷 载 力 对 应 的 结 构 失 效 概 率 曲线 图(图)。图 瓦 片 结 构 失 效 概 率 分 布 从 图 可 得 出,瓦 片 结 构 失 效 率 在.时 对应 的 荷 载 力 为.,此 荷 载 力 可 设 定 为屋 面 瓦 片 出 现 结 构 失 效 的 临 界 值。在 此 基 础 上建 立 的 气 象 灾 害 风 险 预 警 等 级 可 划 分 为 个 级别,当 风 雨 荷 载 力 在.以 上 时,划 分为 气 象 灾 害 风 险 预 警 等 级 较 高;风 雨 荷 载 力 在.时,划 分 为 气 象 灾 害 风 险预 警 等 级 一

15、 般;风 雨 荷 载 力 在.以 下时,划 分 为 气 象 灾 害 风 险 预 警 等 级 较 低。本 研 究 通 过 计 算 岭 南 古 建 筑 屋 面 瓦 片 结 构抗 力 和 屋 面 瓦 片 的 风 雨 总 荷 载 力,比 较 二 者 之 间的 作 用 力 的 大 小,实 际 调 查 瓦 片 结 构 的 失 效 情况,统 计 出 大 于 瓦 片 最 低 结 构 抗 力 时 的 失 效 概 率为.,结 构 准 失 效 率 为.,把 准 失 效 概 率 应用 在 调 查 样 本 数 据 的 空 白 区 间.,用 蒙 特 卡 洛 模 拟 软 件 模 拟 出 空 白 区 间 的数 据,划 定 出

16、 瓦 片 失 效 率 在.时 对 应 的 荷 载 力临 界 值,从 更 客 观 的 角 度 上 对 气 象 灾 害 风 险 预 警等 级 作 出 判 别。与 此 同 时,从 调 查 数 据 可 知,单 方面 的 风 荷 载 力 或 雨 荷 载 力 即 使 达 到.以 上 时 也 难 以 对 瓦 片 造 成 实 质 上 的 损 坏,风 雨 的混 合 荷 载 作 用 力 远 大 于 单 项 的 荷 载 作 用 力。这是 对 沈 阳 大 气 环 境 研 究 所 得 出 的 单 靠 大 风 荷载 力 掀 棚 理 论 的 一 个 补 充 研 究 论 证 成 果,比 国 家气 象 中 心 通 过 夜 间

17、住 户 是 否 正 常 供 电 看 到 的 亮灯 情 况 来 获 取 房 屋 损 坏 数 据 更 具 有 针 对 性 和真 实 性。参 考 文 献:欧 荣 生 广 东 省 肇 庆 市 不 可 移 动 文 物 名 录(四 会 篇)北 京:世 界 图 书 出 版 公 司,钟 兴 春,方 伟 华,曹 诗 嘉,等 基 于 构 件 损 毁 模 拟 仿 真的 沿 海 农 村 典 型 低 矮 房 屋 台 风 风 灾 易 损 性 研 究 北 京 师 范 大 学 学 报(自 然 科 学 版),():杨 绚,张 立 生,杨 琨,等 台 风 大 风 低 矮 房 屋 易 损 性 及智 能 网 格 预 报 的 应 用

18、气 象,():胡 毅,李 萍,杨 建 功,等 应 用 气 象 学 北 京:气 象出 版 社,盛 骤,谢 式 千 概 率 论 与 数 理 统 计 及 其 应 用 北京:高 等 教 育 出 版 社,蒋 承 霖,黄 浩 辉,植 石 群,等 广 东 地 区 大 风 拟 合 的 适用 性 研 究 广 东 气 象,():李 剑 兵 台 风 的 破 坏 力 及 风 害 防 御 探 讨 广 东 气象,():刘 尉,吴 艳 标,王 志 春,等 强 热 带 风 暴“北 冕”登 陆 前后 的 风 场 变 化 广 东 气 象,():梁 玉 娟,隆 寅 罗,典 黄 鹏,等 北 半 球 台 风 生 消 过 程 的力 学 分 析 河 池 学 院 学 报,():张 淑 杰,孙 立 德,马 成 芝,等 东 北 日 光 温 室 最 大 风荷 载 特 征 及 风 灾 预 警 指 标 研 究 资 源 科 学,():第 期 李 文 斌 等:岭 南 古 建 筑 瓦 面 的 风 雨 荷 载 临 界 值 计 算 与 分 析

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 学术论文 > 期刊/会议论文

本站链接:文库   一言   我酷   合作


客服QQ:2549714901微博号:道客多多官方知乎号:道客多多

经营许可证编号: 粤ICP备2021046453号世界地图

道客多多©版权所有2020-2025营业执照举报