Wind-induced scattering of permeable unit flooring decks loosely laid on rooftops and balconies of highrise buildings

• Autorzy: Uematsu Y. , Shimizu Y. , Miyake Y. , Kanegae Y.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.15.132.4169

Warianty tytułu

PL

Podrywanie przez wiatr niezamocowanych podestów tarasowych układanych na balkonach i dachach budynków wysokich

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The present paper discusses the mechanism of the wind-induced scattering of permeable unit flooring decks loosely laid on the rooftops and balconies of high-rise buildings. Firstly, the scattering mechanism of decks was investigated, based on a blowing test using a blower and actual decks. Subsequently, a simulation model was constructed for estimating the internal pressures under the decks (pressures acting on the bottom surface of decks) obtained from a wind tunnel experiment – this is based upon the unsteady Bernoulli equation and the time history of external pressures on the rooftop and balconies. Combining the simulated internal pressures and the experimentally obtained external pressures, the time history of net wind pressures acting on the decks were computed. Finally, the threshold wind speed of scattering (scattering wind speed) was obtained by applying the scattering mechanism to the simulated time history of the net wind pressures.

PL

W niniejszej pracy omówiono mechanizm rozwiewania przez wiatr przepuszczalnych podestów tarasowych luźno ułożonych na dachach i balkonach wieżowców. W pierwszym etapie przeanalizowano mechanizm rozwiewania podestów przy użyciu dmuchawy i rzeczywistych podestów. Następnie zbudowano model symulacyjny do szacowania ciśnienia wewnętrznego na podesty (ciśnienie działające na dolną powierzchnię podestów). Model oparto na nieustalonym równaniu Bernoulliego czasowych ciśnienia zewnętrznego działającego na dach i balkony, które zostały otrzymane w ramach eksperymentu przeprowadzonego w tunelu aerodynamicznym. Na podstawie symulowanych ciśnień wewnętrznych i uzyskanych doświadczalnie ciśnień zewnętrznych, obliczono przebieg czasowy całkowitych ciśnień działających na podesty. W ostatnim etapie obliczono progową prędkość wiatru podczas rozwiewania (prędkość rozwiewania) przez zastosowanie mechanizmu rozwiewania do symulowanych przebiegów czasowych ciśnienia wiatru.

Słowa kluczowe

EN

scattering; permeable deck; numerical simulation; wind tunnel experiments; high-rise building; rooftop; balcony

PL

rozwiewanie; podesty przepuszczające wiatr; symulacje numeryczne; badania w tunelu aerodynamicznym; budynki wysokie; dach; balkon

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Budownictwo
• Rocznik: 2015
• Tom: Y. 112, iss. 2-B
• Strony: 191--213
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., il.,wz., wykr.

Twórcy

autor

Uematsu Y.

• Department of Architecture and Building Science, Tohoku University, Japan

autor

Shimizu Y.

• Design Division, Shimizu Corporation, Japan

autor

Miyake Y.

• Technology Department, Tokyo Plant, Sekisui Chemical Co., Ltd, Japan

autor

Kanegae Y.

• Technology Department, Tokyo Plant, Sekisui Chemical Co., Ltd, Japan

Bibliografia

• [1] Amano T., Fujii K., Tazaki S., Wind loads on permeable roof-blocks in roof insulation systems, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 29, 1988, 39-48.
• [2] Baskaran A., Stathopoulos T., Roof corner wind loads and parapet configurations, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 29, 1988, 79-88.
• [3] Bienkiewicz B., Sun Y., Wind-tunnel study of wind loading on loose-laid roofing systems, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 41–44, 1992, 1817-1828.
• [4] Bienkiewicz B., Sun Y., Wind loading and resistance of loose-laid roof paver systems, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 77, 1997, 401-410.
• [5] Cheung J.C.K., Melbourne W.H., Wind loading on a porous roof, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 29, 1988, 19-28.
• [6] Cope A.D., Crandell J.H., Liu Z., Stevig L.J., Wind loads on fasteners used to attach flexible porous siding on multi-layer wall systems, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 133, 2014, 150-159.
• [7] Gerhardt H.J., Janser F., Wind loads on wind permeable facades, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 53, 1994, 37-48.
• [8] Kawai H., Nishimura, G., Characteristics of fluctuating suction and conical vortices on a flat roof in oblique flow, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 60, 1996, 211-225.
• [9] Kind R.J., Wardlaw R.L., Failure mechanisms of loose-laid roof-insulation systems, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 9, 1982, 325-341.
• [10] Kopp G. A., Surry D., Mans C., Wind effects of parapets on low buildings: Part 1. Basic aerodynamics and local loads, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 9, 2005, 817-841.
• [11] Kumar, K.S., Pressure equalization of rain screen walls: a critical review, Building and Environment, Vol. 35, 2000, 161-179.
• [12] Liu H., Saathoff P.J., Building internal pressure: sudden change, Journal of Engineering Mechanics Division, ASCE , Vol. 107, 1981, 309-321.
• [13] Mooneghi M.A., Irwin P., Chowdhury A.G., Large-scale testing on wind uplift of roof pavers, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 128, 2014, 22-36.
• [14] Oh J.H., Kopp G.A., Inculet D.R., The UWO contribution to the NIST aerodynamic database for wind loads on low buildings: Part 3. Internal pressures, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 95, 2007, 755-779.
• [15] Oh J.H., Kopp G.A., Modeling of spatially and temporally-varying cavity pressures in air-permeable, double-layer roof systems, Building and Environment, Vol. 82, 2014, 135-150.
• [16] Okada H., Ohkuma T., Katagiri J., Study on estimation of wind pressure under roof tiles, Journal of Structural and Construction Engineering, Architectural Institute of Japan, Vol. 73, 2008, 1943-1950 (in Japanese).
• [17] Trung V., Tamura Y., Yoshida A., Study on wind loading on porous roof cover sheets on a low-rise building: effects of parapet height and underneath volume, Proc. 11th Americas Conference on Wind Engineering, San Juan, Puerto Rico 2009.
• [18] Vickery B.J., Gust-factors for internal pressures in low rise buildings, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 23, 1986, 259-271.