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风工程课件

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目录

壹

风工程基础概念

贰

风的特性与影响

叁

风工程实验技术

肆

风工程设计标准

伍

风工程案例分析

陆

风工程的未来趋势

风工程基础概念

章节副标题

壹

风工程定义

风工程涉及气象学、流体力学等多个领域，专注于风对建筑物和结构物的影响。

风工程的学科范畴

旨在通过研究风的特性，预测和减少风对人类活动和建筑物的潜在危害。

风工程的研究目标

例如，风洞实验用于测试建筑模型在模拟风力作用下的稳定性和安全性。

风工程的应用实例

风工程研究范围

风工程研究风荷载对建筑物、桥梁等结构稳定性的影响，如台北101大楼的风洞测试。

风荷载对结构的影响

分析风引起的结构振动，如风致共振和颤振，确保结构安全，例如金门大桥的颤振控制。

风引起的振动问题

研究大气边界层的特性，包括风速剖面、湍流强度等，对风工程设计至关重要。

大气边界层特性

风工程的重要性

风工程通过模拟风对建筑物的影响，确保建筑设计能够抵御强风，避免结构损坏。

保障建筑安全

风工程研究风流对居住环境的影响，帮助设计更舒适的建筑布局和通风系统。

提升居住舒适度

准确的风工程分析可减少因风灾导致的财产损失，为保险公司和业主提供风险评估。

减少经济损失

01

02

03

风的特性与影响

章节副标题

贰

风的物理特性

风速是指风的移动速度，风向则是风的移动方向，两者共同决定了风的物理特性。

风速和风向

风压是风作用在物体表面的压力，风力则是风对物体产生的推动力，它们是风影响结构的重要因素。

风压和风力

湍流强度描述了风速在空间和时间上的不均匀性，影响风对建筑物和结构的动态效应。

湍流强度

风对结构的影响

风压作用于建筑物表面，可能导致结构变形甚至破坏，如高层建筑的风振效应。

风压作用

01

风流过结构时可能引起振动，例如桥梁的颤振，需通过设计减少其影响。

风致振动

02

长期的风力作用可导致建筑材料磨损，如风沙对墙面的侵蚀，影响结构的耐久性。

风力侵蚀

03

风载荷计算方法

根据地理环境和历史气象数据，确定设计基准期内的最大风速，作为计算的起点。

01

利用风压系数将基本风速转换为作用在结构表面的风压，考虑不同建筑形状和高度的影响。

02

在计算风载荷时，需考虑风对结构产生的动态效应，如风振响应和共振现象。

03

根据建筑周围的地形和环境特征，对风速进行修正，以更准确地反映实际风载荷。

04

基本风速的确定

风压系数的应用

动态效应的考虑

地形和周围环境的修正

风工程实验技术

章节副标题

叁

实验室模拟风洞

介绍风洞的基本设计原理，包括如何通过风扇产生稳定气流，以及如何模拟自然风环境。

风洞设计原理

阐述在风洞中进行模型测试的技术要点，例如如何固定模型、测量风速和压力分布。

模型测试技术

解释在风洞实验中如何收集数据，以及如何利用现代技术对风洞实验数据进行分析和解读。

数据采集与分析

现场风速测量技术

风速计是测量风速的常用工具，通过旋转杯或热线技术来测定风速，适用于各种气象条件。

使用风速计

无人机可以搭载小型风速传感器，飞入难以到达的区域进行风速测量，提供实时数据。

无人机搭载风速测量

利用激光多普勒效应，测量风中粒子的频率变化来确定风速，具有高精度和非接触式的特点。

激光多普勒测风技术

数据分析与处理

数据采集技术

01

介绍风工程中使用传感器和数据记录器进行实时风速、风向等数据的采集方法。

信号处理方法

02

阐述如何通过滤波、放大等信号处理技术提高风工程实验数据的准确性和可靠性。

统计分析方法

03

解释在风工程实验中，如何运用统计学原理对风速、风压等数据进行分析，以评估结构安全性。

风工程设计标准

章节副标题

肆

国际设计规范

欧洲规范为风工程设计提供了统一标准，如Eurocode1规定了风荷载的计算方法。

欧洲规范（Eurocode）

国际建筑规范（IBC）整合了多种设计标准，包括风工程设计的最低要求和标准。

国际建筑规范（IBC）

美国土木工程师协会发布的ASCE7标准，详细阐述了风荷载对建筑物的影响。

美国规范（ASCE7）

AS/NZS1170系列标准为澳大利亚和新西兰的风工程设计提供了详细指导。

澳大利亚/新西兰规范（AS/NZS）

国内设计规范

风荷载计算标准

根据《建筑结构荷载规范》，风荷载计算需考虑建筑物高度、形状及周围环境等因素。

01

02

风洞试验要求

《建筑抗震设计规范》中规定，高层建筑设计时应进行风洞试验，以评估风对结构的影响。

03

建筑结构抗风设计

《高层建筑混凝土结构技术规程》明确指出，高层建筑应进行抗风设计，确保结构安全。

规范的应用与解读

理解风荷载参数

风工程设计中，正确解读风速、风压等荷载参数对于确保结构安全至关重要。

规范对材料性能的要求

规范中对建筑材料的性能有明确要求，设计师