多折面體型空間結構風荷載數(shù)值模擬研究.pdf

1、大跨度空間結構是最近幾十年來發(fā)展最快的結構形式，多折面體型空間結構便是其中的一種，因其具有輕巧美觀的建筑造型和廣闊的無內(nèi)柱空間，廣泛應用于體育場館、機場車站、會展中心等大型公共建筑中。然而此種結構形式對風荷載的作用特別敏感，其風荷載問題已成為結構設計的難點與計算風工程的熱點。并且由于大跨度空間結構的體型越來越復雜，現(xiàn)行荷載規(guī)范少有此類體型供于參考，規(guī)范性指導結構的抗風設計就顯得很缺乏。目前，理論方法計算結構的風荷載困難性很大，而現(xiàn)場實測

2、手段和風洞模擬試驗，可以得到較為準確的測試結果，但費時、費人力和物力，以及其適用性不強等，在實際工程中無法廣泛應用。因此，有必要尋求新的解決方法研究結構的抗風設計。隨著計算流體動力學中湍流模型的不斷發(fā)展和完善，以及計算機技術的迅速發(fā)展，用數(shù)值模擬結構風荷載的技術已日漸成熟，故采用該方法研究多折面體型空間結構的風荷載對結構抗風設計具有重大現(xiàn)實意義。
　　本文利用計算軟件CFX14.0作為計算平臺，對多折面體型空間結構的風荷載進行模擬

3、計算與分析，研究的主要內(nèi)容有:
　　1.以TTU建筑原型試驗作為簡單方體結構的計算模型，選用不同的湍流模型及不同的風向角進行數(shù)值模擬，然后對計算結果進行比較分析，得到了結構表面的風壓分布規(guī)律以及結構周圍流場的繞流特性，驗證數(shù)值模擬技術在建筑物風荷載方面的正確性與可靠性。
　　2.以西寧海湖新區(qū)體育場為多折面體型空間結構的計算實例，建立全比例尺結構模型，沿用前述算例的合理參數(shù)，選取了不同的湍流模型及風向角作為模擬的各項工況，對

4、其結構周圍的風荷載進行計算，對得到的模擬結果做出以下分析:
　　(1)選取SST k-ω剪切應力輸運模型和BSL-RSM雷諾應力模型，在不同風向角來流作用下，分析了湍流模型對屋面風壓分布的影響。
　　(2)對不同風向角來流的作用，分析了屋面的風壓分布規(guī)律及結構周圍流場的繞流特性。
　　(3)對模擬數(shù)據(jù)進行分析，計算了屋蓋表面上的平均風壓系數(shù)，給出最不利分區(qū)平均風壓系數(shù)，為該類工程的結構抗風設計提供了參考。
　　通