CN107700914A - 一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构 - Google Patents

一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构 Download PDF

Info

Publication number
CN107700914A
CN107700914A CN201710942325.5A CN201710942325A CN107700914A CN 107700914 A CN107700914 A CN 107700914A CN 201710942325 A CN201710942325 A CN 201710942325A CN 107700914 A CN107700914 A CN 107700914A
Authority
CN
China
Prior art keywords
roof
duct
pressure release
hole
building structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710942325.5A
Other languages
English (en)
Inventor
张静红
荀勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yangcheng Institute of Technology
Yancheng Institute of Technology
Original Assignee
Yangcheng Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yangcheng Institute of Technology filed Critical Yangcheng Institute of Technology
Priority to CN201710942325.5A priority Critical patent/CN107700914A/zh
Publication of CN107700914A publication Critical patent/CN107700914A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/14—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate against other dangerous influences, e.g. tornadoes, floods

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Building Environments (AREA)

Abstract

本发明公开了一种降低龙卷风灾害破坏的单层建筑结构，包括屋顶及屋顶下四面邻接的建筑外墙，任意所述相邻的两面建筑外墙在靠近屋顶处均设有漏风孔洞，且所述两漏风孔洞通过管道相连通形成漏风孔道；所述屋顶均匀设有多个泄压孔道，且所述泄压孔道连通屋内与屋外。本发明通过在气流流过漏风孔洞时将外墙墙面的低压区与相邻外墙气流高压区连通，从而平衡建筑各外墙的气压并减弱各墙角处的压差阻力；通过泄压孔道使室内空气迅速流向室外，从而屋顶受到的室内外大气压力迅速平衡，从而达到建筑在经受龙卷风时不会发生屋顶被掀起、门窗从内向外爆裂的效果。

Description

一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构
技术领域
本发明涉及住宅建筑技术领域，尤其涉及一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构。
背景技术
龙卷风发生时造成的建筑破坏和人员伤亡已引起整个社会的关注。以往的建筑抗风措施，如限制长宽比，局部的开槽和开洞等，大都是减小风荷载对建筑水平轴的矩以及尾流引起的“涡激振动”。以往建筑设计均未给出消除龙卷风对建筑垂直轴的扭矩的有效措施，因此造成龙卷风中大量建筑(特别是建筑屋顶部分)由于空气旋转对建筑的扭转破坏。
当龙卷风经过建筑上方时，中心区域的低气压会使得建筑内部气压远高于室外，从而在门、窗等薄弱处发生从内向外的爆裂。然而，以往的没有爆炸危险的建筑(尤其是普通民房建筑)基本不施加防爆设施，从而使得建筑在经历龙卷风时建门窗等脆弱部件就很容易爆裂，而未牢固固定的民房屋顶则会被掀起、破坏，有时会因此造成人员伤亡的后果。
因此，有必要提供一种能够有效抵抗龙卷风对建筑物垂直轴的扭矩，同时又能防止建筑发生门、窗爆裂的建筑结构。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：考虑旋转风载荷的扭矩作用，并考虑由于建筑内部压差高于外部压差导致的爆裂效应，从而提供一种能够有效果抵抗龙卷风对建筑物垂直轴的扭矩，同时又能防止建筑发生门、窗爆裂的建筑结构。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构，包括屋顶及屋顶下四面邻接的建筑外墙，任意所述相邻的两面建筑外墙在靠近屋顶处均设有漏风孔洞，且所述两漏风孔洞通过管道相连通形成漏风孔道；所述屋顶均匀设有多个泄压孔道，且所述泄压孔道连通屋内与屋外。
作为本发明对上述方案的优化，所述漏风孔道共有四处，且呈菱形分布在建筑外墙之间。
作为本发明对上述方案的优化，所述漏风孔道为矩形孔道，且相邻两面建筑外墙的漏风孔洞的洞口位置均在距离该两面建筑外墙相交线1/3墙面宽度处，所述漏风孔道上壁紧贴建筑天花板。
作为本发明对上述方案的优化，所述泄压孔道在屋顶外侧设有防水防尘盖板，且所述防水防尘盖板与泄压孔道之间设有泄压间隙。
作为本发明对上述方案的优化，所述漏风孔洞为1m×0.3m的矩形孔洞，所述泄压孔道为0.5m×0.5m的正方形孔道。
作为本发明对上述方案的优化，所述泄压孔道共有四处，且呈矩形均匀设于屋顶上。
本发明的有益效果在于：本发明提供的该种抗龙卷风灾害的建筑结构，通过在气流流过漏风孔洞时将外墙墙面的低压区与相邻外墙气流高压区连通，从而平衡建筑各外墙的气压并减弱各墙角处的压差阻力；通过在建筑屋顶设置多个泄压孔道，使龙卷风通过建筑时，室内空气通过泄压孔道迅速流向室外，从而屋顶受到的室内外大气压力迅速平衡，从而达到建筑在经受龙卷风时不会发生屋顶被掀起、门窗从内向外爆裂的效果。
附图说明
图1为本发明所述的一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构的示意图；
图2为本发明所述的一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构的俯视图；
其中，1—外墙，2—漏风孔洞，3—漏风孔道，4—屋檐，5—泄压孔道，6—屋脊，7—防水防尘盖板，8—泄压间隙。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1及图2所示的一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构，该单层建筑的房屋尺寸为8m×6m×3m，包括屋顶及屋顶下四面邻接的建筑外墙1，任意所述相邻的两面建筑外墙1在靠近屋顶处均设有漏风孔洞2，且所述两漏风孔洞2通过管道相连通形成漏风孔道3；所述屋顶均匀设有多个泄压孔道5，且所述泄压孔道5连通屋内与屋外。
在本实例中，所述屋顶包括屋脊6及两侧屋檐4。
在本实例中，所述漏风孔道3共有四处，且呈菱形分布在建筑外墙1之间。
在本实例中，所述漏风孔道3为矩形孔道，且相邻两面建筑外墙1的漏风孔洞2的洞口位置均在距离该两面建筑外墙1相交线1/3墙面宽度处，所述漏风孔道3上壁紧贴建筑天花板。
在本实例中，所述漏风孔道3为矩形孔道，且所述漏风孔道3上壁紧贴建筑天花板。
在本实例中，所述泄压孔道5在屋顶外侧设有防水防尘盖板7，且所述防水防尘盖板7与泄压孔道5之间设有泄压间隙8。
在本实例中，所述漏风孔洞2为1m×0.3m的矩形孔洞，所述泄压孔道5为0.5m×0.5m的正方形孔道。
在本实例中，所述泄压孔道5共有四处，且呈矩形均匀设于屋顶上。
基于上述的建筑结构，经漏风孔道3所在平面的压强分布的Fluent模拟结果及没有漏风孔道的普通建筑的模拟结果，它显示添加漏风孔道3时各墙面的压强确实趋于平衡，这种平衡达到在龙卷风的风场条件下减小建筑基底和侧墙扭矩的效果，计算结果表明：具有漏风孔道3的建筑与没有漏风孔道3的建筑相比，房屋靠近屋顶的部分(2.4米以上的建筑结构)所受的垂直轴的扭矩减少了55％；通过在建筑屋顶设置多个泄压孔道5，使龙卷风通过建筑时，室内空气通过泄压孔道5迅速流向室外，根据龙卷风中屋顶周围的压强分布的Fluent模拟结果，可见屋顶周围的压强只有0.6个大气压，添加了4个0.5×0.5米的泄压孔道5后，可保证在3秒内使室内外气压相同(通道以30m/s左右的气流流速进行泄压)，从而屋顶受到的室内外大气压力迅速平衡，达到建筑在经受龙卷风时不会发生屋顶被掀起、门窗从内向外爆裂的效果。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。

Claims (6)

1.一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构，包括屋顶及屋顶下四面邻接的建筑外墙，其特征在于，任意所述相邻的两面建筑外墙在靠近屋顶处均设有漏风孔洞，且所述两漏风孔洞通过管道相连通形成漏风孔道；所述屋顶均匀设有多个泄压孔道，且所述泄压孔道连通屋内与屋外。
2.根据权利要求1所述的一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构，其特征在于，所述漏风孔道共有四处，且呈菱形分布在建筑外墙之间。
3.根据权利要求1所述的一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构，其特征在于，所述漏风孔道为矩形孔道，且相邻两面建筑外墙的漏风孔洞的洞口位置均在距离该两面建筑外墙相交线1/3墙面宽度处，所述漏风孔道上壁紧贴建筑天花板。
4.根据权利要求1所述的一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构，其特征在于，所述泄压孔道在屋顶外侧设有防水防尘盖板，且所述防水防尘盖板与泄压孔道之间设有泄压间隙。
5.根据权利要求1所述的一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构，其特征在于，所述漏风孔洞为1m×0.3m的矩形孔洞，所述泄压孔道为0.5m×0.5m的正方形孔道。
6.根据权利要求1所述的一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构，其特征在于，所述泄压孔道共有四处，且呈矩形均匀设于屋顶上。
CN201710942325.5A 2017-10-11 2017-10-11 一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构 Pending CN107700914A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710942325.5A CN107700914A (zh) 2017-10-11 2017-10-11 一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710942325.5A CN107700914A (zh) 2017-10-11 2017-10-11 一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107700914A true CN107700914A (zh) 2018-02-16

Family

ID=61184235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710942325.5A Pending CN107700914A (zh) 2017-10-11 2017-10-11 一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107700914A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110056082A (zh) * 2019-05-08 2019-07-26 重庆交通大学 可减少屋盖表面涡流形成的抗风型房屋
CN113047464A (zh) * 2021-04-02 2021-06-29 哈尔滨工业大学 一种用于大型建筑结构抑制风致振动的被动扫荡射流装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101818524A (zh) * 2009-02-26 2010-09-01 兰州理工大学 一种建筑物减风压方法及其装置
US9228357B1 (en) * 2014-05-19 2016-01-05 Henry Varela Roofing device
CN107120771A (zh) * 2017-05-08 2017-09-01 上海大学 一种建筑物无耗能通风建筑结构

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101818524A (zh) * 2009-02-26 2010-09-01 兰州理工大学 一种建筑物减风压方法及其装置
US9228357B1 (en) * 2014-05-19 2016-01-05 Henry Varela Roofing device
CN107120771A (zh) * 2017-05-08 2017-09-01 上海大学 一种建筑物无耗能通风建筑结构

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110056082A (zh) * 2019-05-08 2019-07-26 重庆交通大学 可减少屋盖表面涡流形成的抗风型房屋
CN110056082B (zh) * 2019-05-08 2020-08-25 重庆交通大学 可减少屋盖表面涡流形成的抗风型房屋
CN113047464A (zh) * 2021-04-02 2021-06-29 哈尔滨工业大学 一种用于大型建筑结构抑制风致振动的被动扫荡射流装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107700914A (zh) 一种降低龙卷风灾害的单层建筑结构
CN103046490A (zh) 一种全封闭声屏障
TWI614384B (zh) 外部不透明隱框牆面單元
CN204717018U (zh) 一种用于风阀的密封胶条及风阀
Liu et al. Internal pressure and building safety
CN109594835A (zh) 一种人防地下室兼顾平时和战时通风的口部优化结构
JP5191962B2 (ja) カーテンウォール
CN205742900U (zh) 一种建筑物内部的燃气管井
JP5486418B2 (ja) カーテンウォール
CN210423869U (zh) 一种单向隔爆阀
CN212179152U (zh) 一种地下燃烧设备机房泄爆通风联合作用系统
CN203114052U (zh) 建筑幕墙通风装置
CN209569875U (zh) 一种人防工程进风口部结构
CN207395134U (zh) 一种过梁通风管道
JP2586791Y2 (ja) 電子機器筐体の冷却装置
CN214365709U (zh) 一种单层幕墙通风装置
CN218033534U (zh) 带有防火阀门的建筑通风器
CN202546013U (zh) 穿墙电缆桥架
CN214330382U (zh) 全开式的冷幕防火门窗系统
CN213542748U (zh) 一种用于气膜建筑的移动式风柜
CN211692161U (zh) 一种铝合金隔热防火窗
CN215213107U (zh) 三闭一开式的冷幕防火门窗系统
CN209509404U (zh) 一种新型地库采光通风井
CN218420706U (zh) 一种避难区可开启外窗与外立面通风百叶相耦合的构造
JP2604738Y2 (ja) 防火ダンパ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180216