锯齿形屋盖风荷载特性风洞试验和数值模拟研究

来源 :长沙理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:zhwenh_0421
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大量研究资料表明,低矮房屋的风毁是造成风灾损失的主要原因,因此对低矮房屋风荷载特性和分布规律进行针对性研究,并提出可供抗风设计参考的荷载取值方法具有重要的实际工程意义。目前针对低矮房屋风荷载特性的研究方法主要有风洞试验CFD数值模拟和现场实测。风洞试验可以综合考虑建筑周围的环境、三维流动等影响,获得建筑表面的风压分布规律。随着计算机技术的不断发展和数值模拟理论的完善,计算流体动力学在结构风工程领域得到广泛的应用,可方便的将建筑周围的流场可视化,为低矮房屋表面风荷载研究提供了一种有效的途径。本文主要通过风洞试验和数值模拟相结合的方法,研究锯齿形房屋表面风压的分布规律,为锯齿形屋盖的抗风设计提供有利的参考依据,主要工作如下:1、对锯齿形房屋按照一定的缩尺比进行风洞试验,分析了单坡屋面、锯齿形屋面在11个不同风向角下屋盖表面风压分布规律。2、进行了锯齿形屋盖3种屋面坡度、4种齿面组合的风洞试验,并借鉴国外荷载规范对屋面风压特性进行分区,得到了最不利风荷载分布情况。分析了屋面坡度和齿面个数对风压分布的影响。3、通过CFD数值方法模拟了单坡房屋和锯齿形房屋在5个不同风向角工况下的风荷载特性,并将模拟计算结果和风洞试验结果进行了对比分析研究。结果表明屋盖角部和边棱区域是受到风荷载影响的主要区域,产生较大风吸力且气流分离强度剧烈。通过本文的研究,最终为该类锯齿房屋的工程设计和建造提供参考。
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