A full-scale instrumented low-rise building with gable roof was built at a coastal site with a high incidence of tropical cyclones for monitoring of wind effects on the building during windstorms. This paper presents the field measurements of the wind velocity field around and the wind-induced pressures on the low-rise building during the passage of severe tropical storm Soudelor. Near-ground wind characteristics such as wind speed, wind direction, turbulence intensity, gust factor, turbulence integral length scale and wind velocity spectra were investigated. The wind-induced pressures on the roof of the building were analyzed and discussed. The results revealed that the eave and ridge edges on the roof were subjected to the most severe suction pressures under quartering winds. These suction pressures showed obvious non-Gaussian behavior. The measured results were compared with the provisions of ASCE 7-10 to assess the suitability of the code of practice for the wind-resistant design of low-rise buildings under tropical cyclones. The field study aims to provide useful information that can enhance our understanding of the extreme wind effects on low-rise buildings in an effort to reduce tropical cyclone wind damages to residential buildings.
The Characteristics of the conical vortices on the roof surface of a low-rise building has been investigated by using a PIV(Particle Image Velocimerty) technique. The scaled model of TTU building with 1:92 scaling ratio was used. The Reynolds number based on the free stream velocity and the length of the model was $1.96{\times}10^5$. When the angle of attack for the building model is $45^{\circ}$, the conical vortices are occurred symmetrically and the center of vortices are changed with respect to the angle of the approaching flow. The rotating direction of the conical vortices found to be counter-rotating. The secondary vortex motions are investigated using the instantaneous flow field data.
Wind tunnel testing of a low-rise building with openings (holes) of different sizes and shapes on a roof corner is conducted to measure the internal and external pressures from the building model. Detailed analysis of the testing data is carried out to investigate the characteristics of the internal and external pressures of the building with different openings' configurations. Superimposition of the internal and external pressures makes the emergence of positive net pressures on the roof. The internal pressures demonstrate an overall uniform distribution. The probability density function (PDF) of the internal pressures is close to the Gaussian distribution. Compared with the PDF of the external pressures, the non-Gaussian characteristics of the net pressures weakened. The internal pressures exhibit strong correlation in frequency domain. There appear two humps in the spectra of the internal pressures, which correspond to the Helmholtz frequency and vortex shedding frequency, respectively. But, the peak for the vortex shedding frequency is offset for the net pressures. Furthermore, the internal pressure characteristics indirectly reflect that the length of the front edge enhances the development of the conical vortices.The objective of this study aims to further understanding of the characteristics of internal, external and net pressures for low-rise buildings in an effort to reduce wind damages to residential buildings.
Seven hip roof building models for $10^{\circ}$, $15^{\circ}$, $20^{\circ}$, $25^{\circ}$, $30^{\circ}$, $35^{\circ}$ and $40^{\circ}$ roof pitch with large overhangs of 1.1 m were tested in a wind tunnel at the university of Roorkee, India to investigate wind pressure distributions over hip roofs for various roof pitch and wind direction. The results show that the roof pitch and wind direction do significantly affect the magnitude and distribution of the roof pressures. The $40^{\circ}$ roof pitch has been found to experience the highest peak suctions at the roof corners amongst the seven hip roofs tested. Pressures on $15^{\circ}$, $20^{\circ}$ and $30^{\circ}$ hip roofs are comparable with those reported by Xu and Reardon (1998). Meecham et al. (1991) for $18.4^{\circ}$ hip roof is compatible with $15^{\circ}$ hip roof of the present study. Holmes's works (1994) on gable roof have also been compared with the present work. Zoning for codification has also been attempted since IS875 (Part-3) does not include this information. A comparison for design value has also been made with BRE Report No. 346.
This paper presents an extensive analysis of the short term, unsteady wind loading on a low-rise building. The building is located in a rural environment and only the specific situation of wind flow orthogonal to the long face of the structure is considered. The data is analysed using conventional analysis and less traditional methods such as conditional sampling and wavelet analysis. The nature of the flow field over the building is found to be highly unsteady and complex. Fluctuating pressures on the windward wall are shown to a large extent to be caused by the fluctuations in the upstream flow, whereas extreme pressures on the roof are as a result of high intensity small scale flow structures. On the roof of the building a significant amount of energy is shown to exist at frequencies above 1 Hz.
The greatest suction on the cladding of flat roof low-rise buildings is known to occur beneath the conical vortices that form along the roof edges for cornering winds. In a companion paper, a model of the vortex flow mechanism has been developed which can be used to connect the surface pressure beneath the vortex to adjacent flow conditions. The flow model is experimentally validated in this paper using simultaneous velocity and surface pressure measurement on a 1 : 50 model of the Texas Tech University experimental building in a wind tunnel simulated atmospheric boundary layer. Flow visualization gives further insight into the nature of peak suction events. The flow model is shown to account for the increase in suction towards the roof corner as well as the presence of the highest suction at wind angles of $60^{\circ}$. It includes a parameter describing vortex suction strength, which is shown to be related to the nature of the reattachment, and also suggests how different components of upstream turbulence could influence the surface pressure.
This paper describes in detail the features of an extensive study on Spectral Density Functions (SDF's) of wind pressures acting on several low building roof geometries carried out in a boundary layer wind tunnel. Various spectral characteristics of wind pressures on roofs with emphasis on derivation of suitable analytical representation of spectra and determination of characteristic spectral shapes are shown. Standard spectral shapes associated with various zones of each roof and their parameters are provided. The established spectral parameters can be used to generate synthetic spectra adequate for the simulation of wind pressure fluctuations on building surfaces in a generic fashion.
Rao, K. Balaji;Anoop, M.B.;Harikrishna, P.;Rajan, S. Selvi;Iyer, Nagesh R.
Wind and Structures
/
제19권6호
/
pp.623-647
/
2014
In this paper, a probability distribution which is consistent with the observed phenomenon at the roof corner and, also on other portions of the roof, of a low-rise building is proposed. The model is consistent with the choice of probability density function suggested by the statistical thermodynamics of open systems and turbulence modelling in fluid mechanics. After presenting the justification based on physical phenomenon and based on statistical arguments, the fit of alpha-stable distribution for prediction of extreme negative wind pressure coefficients is explored. The predictions are compared with those actually observed during wind tunnel experiments (using wind tunnel experimental data obtained from the aerodynamic database of Tokyo Polytechnic University), and those predicted by using Gumbel minimum and Hermite polynomial model. The predictions are also compared with those estimated using a recently proposed non-parametric model in regions where stability criterion (in skewness-kurtosis space) is satisfied. From the comparisons, it is noted that the proposed model can be used to estimate the extreme peak negative wind pressure coefficients. The model has an advantage that it is consistent with the physical processes proposed in the literature for explaining large fluctuations at the roof corners.
The paper presents the results of 1:50 geometrical scale laboratory modeling of wind-induced point pressure on the roof of the Texas Tech University (TTU) test building. The nominal (prevalent at the TTU site) wind and two bounding (low and high turbulence) flows were simulated in a boundary-layer wind tunnel at Colorado State University. The results showed significant increase in the pressure peak and standard deviation with an increase in the flow turbulence. It was concluded that the roof mid-plane pressure sensitivity to the turbulence intensity was the cause of the previously reported field-laboratory mismatch of the fluctuating pressure, for wind normal and $30^{\circ}$-off normal to the building ridge. In addition, it was concluded that the cornering wind mismatch in the roof corner/edge regions could not be solely attributed to the wind-azimuth-independent discrepancy between the turbulence intensity of the approach field and laboratory flows.
The objective of this study is to understand the flow above the front edge of low-rise building roofs. The greatest suction on the building is known to occur at this location as a result of the formation of conical vortices in the separated flow zone. It is expected that the relationship between this suction and upstream flow conditions can be better understood through the analysis of the vortex flow mechanism. Experimental measurements were used, along with predictions from numerical simulations of delta wing vortex flows, to develop a model of the pressure field within and beneath the conical vortex. The model accounts for the change in vortex suction with wind angle, and includes a parameter indicating the strength of the vortex. The model can be applied to both mean and time dependent surface pressures, and is validated in a companion paper.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.