基本信息
- 項目名稱：
- 簡易風洞制作和高層結(jié)構(gòu)風振模擬實驗
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 該項目是為了研究高層建筑橫向風振現(xiàn)象而設(shè)計的。高層建筑橫向風振現(xiàn)象非常普遍，現(xiàn)在有很多研究機構(gòu)在研究它。要研究風效應(yīng)，就必須借助風洞試驗研究。大型風洞實驗室并不適于我們學生去完成建設(shè)。另外，雖然一些小型風洞實驗箱，成功的驗證了橫向風振的基本規(guī)律，但需用很多機電設(shè)備，制作復(fù)雜成本也較高。我們想通過自己動手去制作一個簡易的風洞，即達到進行實驗的目的，又培養(yǎng)了我們大學生的動手能力。
- 詳細介紹：
- 本課題主要是研究高層建筑的風振問題，為了達到研究目的，我們要進行以下四個實驗： 1、驗證建筑物橫向風振的存在。 2、測定建筑物橫向振動起主導(dǎo)作用的高寬比值。 3、測定在建筑物何處開洞會最好的減小風荷載的作用。 4、測試轉(zhuǎn)角削弱對減輕建筑物橫向振動強度的影響。 5、進行煙風洞實驗。 6、如果實驗條件允許的話，將定量測定風速對實驗的影響。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 1、通過自制風箱驗證建筑物的橫向風振現(xiàn)象是否客觀存在。 2、通過自制風箱測出建筑物高寬比對建筑物橫向振動起的作用。 3、通過自制風箱測出建筑物何處受風荷載影響最大。 3、通過自制風箱測出不同的建筑截面之間不同的抗風效果。 驗證建筑物橫向振動時伴隨不均勻脫落渦旋。
科學性、先進性及獨特之處
- 該項目的創(chuàng)新點是在于學生團隊在閱讀了大量的文獻、參考資料之后，在學院領(lǐng)導(dǎo)老師的大力支持及幫助下，自主開發(fā)制作完成該風洞。雖然這個風洞的模型只能粗略的得到一些數(shù)據(jù)，但體現(xiàn)了當代大學生自主創(chuàng)新的精神以及對知識的自主學習能力。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 該風洞的所有制作材料都十分簡單，容易得到。方便學生自己動手制作。通過實驗，學生可以對課本知識進行深入了解和學習。
學術(shù)論文摘要
- 高層建筑的橫向風振現(xiàn)象（振動方向與風向垂直）是建筑設(shè)計師不得不考慮的因素。通過制作簡易風洞箱，成功模擬出高層建筑模型的橫向風振現(xiàn)象，并采用不同的高寬比的建筑模進行實驗，測試出橫向風振起主導(dǎo)作用的高寬比。運用矩形立面建筑模型與鋸齒形轉(zhuǎn)角立面模型的幅度對比實驗和簡易煙風洞實驗得出：鋸齒形的轉(zhuǎn)角立面可以提高建筑的柔度，削弱建筑物振動頻率。
獲獎情況
- “第二屆湖北省土木工程專業(yè)大學生科技創(chuàng)新論壇”一等獎 論文發(fā)表在第27卷《黃石理工學院學報》
鑒定結(jié)果
- 該作品構(gòu)思獨特，系學生自主完成。
參考文獻
- [1] Liu C Y, NG K L . A low2 cost mini smoke tunnel with automatic smoke wire fuelling mechanism [ J ]. Int. J. of Mechanical Engineering. Education. 1990, 18 (2) : 85-92. [2] 袁奇,李江,饒金陽.流場可視化的便攜式煙風洞裝置 [J].實驗技術(shù)與管理,2006,23(4):40-43+82 [3] 顧明, 葉豐. 高層建筑的橫風向激勵特性和計算模型研究[J]. 土木工程學報, 2006, 39(2): 1~5. [4]梁樞果, 劉勝春, 張亮亮. 矩形高層建筑橫風向動風荷載解析模型[J]. 空氣動力學學報, 2002, 20(1): 32~39. [5]顧明.超高層建筑風荷載的試驗研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學報,2000,21(4):48-54.
同類課題研究水平概述
- 無論是國內(nèi)還是國外，高層建筑已經(jīng)成為建筑行業(yè)發(fā)展的主流趨勢。建設(shè)和設(shè)計高層建筑就不得不考慮一種荷載—風荷載。至今雖未發(fā)現(xiàn)高層建筑因大風作用而倒塌的事例，但大風對高層建筑的危害實例已引起人們的高度重視。1926年美國邁阿密17層高的Meyer—Kiser大樓在颶風襲擊下，其維護結(jié)構(gòu)嚴重破壞，鋼框架結(jié)構(gòu)發(fā)生塑性變形，頂部殘留位移達0．61 m，大樓發(fā)生劇烈搖晃。本課題的目的就是為了在學習理論基礎(chǔ)知識的同時，自己動手，結(jié)合課本，淺易研究不同高度，不同截面形式的高層建筑在風洞中的振動實驗數(shù)據(jù)。通過實驗，我們能更直觀的了解何種建筑形式能更好的抵抗風的作用。同時，通過自己制作簡易的風箱，我們也培養(yǎng)了自己的動手能力。
