Çok Katlı Bir Bina Etrafındaki Rüzgar Akışının Oluşturduğu Yüzey Basınçlarının Deneysel Olarak İncelenmesi

Yıl 2003, Cilt: 18 Sayı: 4, 15 - 31, 01.03.2013

Cevdet Aygün Şenol Başkaya

Öz

Bu araştırmada örnek bir çok katlı bir bina modeli ile rüzgar tünelinde deneyler yapılarak binanın etrafında değişik hız ve açılardan esen rüzgar akışının oluşturduğu basınç dağılım profilleri çıkartılmış ve rüzgarın pencere mahallerine uyguladığı kuvvetler hesaplanmıştır. Bu deneyler, örnek binanın özel imal edilen 1/300 ölçekli modeli, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi rüzgar tünelinin kesit alanı 30.5x30.5 cm olan deney odasında sabitlenerek yapılmıştır. Bu deneylerde; bina modelinin muhtelif kesitleri etrafında oluşan noktasal basınç değerleri, rüzgarın
bina üzerine esme hızına ve binaya olan esme açısına bağlı olarak elde edilmiş ve bu basınçların model kesitleri etrafındaki dağılım profilleri ile pencere mahallerindeki
yerel basınçların hasıl ettiği yüzey kuvvetleri incelenmiştir. Son aşamada deney hata çözümlemesi olarak, model kesitleri etrafındaki muhtelif deneysel basınç değerleri
kümelerine, her bir kesit etrafındaki basınç değerlerini, bu noktalardan en az hata ile geçen bir eğriye dönüştüren polinomsal regresyon yöntemi uygulanmış ve kesitlerin
ilgili basınç profili grafikleri bu yolla elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Model bina, yüzey basınç dağılım profili, rüzgar kuvveti, deneysel basınçlar

AN EXPERIMENTAL STUDY OF SURFACE PRESSURE DISTRIBUTION OF A HIGH RISE BUILDING FORMED BY WIND FLOW

Öz

In this study, the model of an exemplary highrise building was subjected to various
experiments in the wind tunnel and the surface pressure distributions brought out by
the airstream over the building at different velocities and angles of attacks were
investigated. Wind forces on the windows in the critical pressure zones were also
figured out. In the first hand, a 1:300 scale model of the exemplary highrise building was specifically designed and manufactured for the wind tunnel experimentation.

Subsequently the experiments were conducted in the wind tunnel of Faculty of
Engineering and Architecture of Gazi University. The model was positioned in the
working section of the tunnel which has a cross sectional area of 305x305 mm so
that one face was either normal to or directed 45° towards the flow direction during
the testing. In the experiments, dotted pressure readings formed on the cross
sectional surfaces of model depending on the velocity and direction of the blowing
wind over the building were recorded and the pressure distribution profiles around
the model cross sections were examined and the critical wind forces formed by the
local pressures on the windows were calculated. In the last stage, a method of error
analysis was searched and identified for processing various sets of experimental
pressure data. Consequently, polinomial regression technique which transforms
these sets of pressure data into a continuous curve passing through the vicinity of the
data points with minimal error were applied as a method of error analysis. Pressure
profile graphics related to the relevant cross sections were obtained by employing
this technique.

Anahtar Kelimeler

Model building, surface pressure distribution, wind force, experimental pressure data

Kaynakça

• Barriga, A.R., Crowe, C.T. ve Roberson, J.A., “Pressure Distribution on a
• Square Cylinder at a Small Angle of Attack in a Turbulent Cross Flow”, Wind
• Forces on Buildings and Structures, Houghton, E.L., and Carruters, N.B, Ed
• Arnold, 89-93, 1976.
• Roberson, J.A. ve Crowe, C. T., “Pressure Distribution on Model Buildings at
• small Angles of Attack in Turbulent Flow”, Proc. 3rd U.S. Natl.Conf. on
• Wind Engineering Research, University of Florida, Gainesville, 289-292,
• -
• Ahmad, S. ve Kumar, K., Interference Effects on Wind Loads on Low-Rise Hip
• Roof Buildings, Engineering Structures, Cilt 23, 1577-1589, 2001.
• Ahmad, S. ve Kumar, K., Effect of Geometry on Wind Pressures on Low-Rise
• Hip Roof Buildings, J. of Wind Eng. and Ind. Aerodynamics, Cilt 90, 755-
• , 2002.
• Wong, N.H. ve Chin, H.K., An Evaluation Exercise of a Wind Pressure
• Distribution Model, Energy and Buildings, Cilt 34, 291-309, 2002.
• Özkan, A., Rüzgar Tünelinde Bir Bina Modelinin Değişik Açılarda ve
• Hızlardaki Hava Akışı ile Basınç Profilinin Çıkarılması, Bitirme Projesi,Makina Mühendisliği Bölümü, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Gazi
• Üniversitesi, Ankara, Haziran 2001.
• Çürüksulu, M., Bir Bina Modelinde Rüzgar Tüneli Deney Sonuçlarına göre
• Elde Edilen Basınç Değerlerinin Fonksiyonlarının Belirlenmesi, Bitirme
• Projesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Gazi
• Üniversitesi, Ankara, Haziran 2002.
• Roberson, J.A. ve Crowe, C.T., Dimensional Analysis and Similitude,
• Engineering Fluid Mechanics, 2nd ed., Houghton Mifflin Company, Boston,
• A.B.D., 273-311, 1980.
• Task Committee on Manual of Practice for Wind Tunnel Testing of Buildings
• and Structures, Wind Tunnel Model Studies of Buildings and Structures,
• Aerospace division of ASCE, New York, 1987.
• Moffat, R.J., Describing the Uncertainties in Experimental Results,
• Experimental Thermal and Fluid Science, Cilt 1, 3-17, 1988.