臺風(fēng)作用下懸掛網(wǎng)殼風(fēng)荷載特性的數(shù)值模擬.pdf

1、大跨度拱支索拉懸掛網(wǎng)殼造型新穎、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，網(wǎng)殼完全懸空設(shè)計使得其對風(fēng)荷載非常敏感。目前國內(nèi)外對大跨度屋蓋的抗風(fēng)研究，大都針對一般網(wǎng)架、封閉式網(wǎng)殼及懸挑結(jié)構(gòu)這幾種結(jié)構(gòu)，而針對這種完全懸掛網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓分布情況研究還很少。臺風(fēng)是一種頻發(fā)的自然災(zāi)害，尤其是沿海城市區(qū)域其所造成的損失為所有自然災(zāi)害之首。拱支索拉組合網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在強風(fēng)襲擊時可能導(dǎo)致嚴(yán)重的風(fēng)致?lián)p壞，不同的風(fēng)向角、風(fēng)攻角等因素的改變也可能對其產(chǎn)生較大影響。建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中目前還沒有針對

2、完全懸掛網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的相關(guān)條文，參考類似的結(jié)構(gòu)又不能準(zhǔn)確描述懸掛網(wǎng)殼實際的風(fēng)荷載情況。所以，對在臺風(fēng)工況下的懸掛網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)表面風(fēng)荷載分布情況及外界各種因素對其產(chǎn)生的影響研究非常必要，能夠?qū)σ院蟠祟惤Y(jié)構(gòu)的設(shè)計階段提供更加具體的依據(jù)，從而使結(jié)構(gòu)安全系數(shù)更高。
　　基于臺風(fēng)的性質(zhì)，總結(jié)目前大跨度空間結(jié)構(gòu)抗風(fēng)特性的研究現(xiàn)狀和結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的幾種研究手段及優(yōu)缺點，闡述了風(fēng)工程數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)及方法?；谶@些理論和方法，依靠流體力學(xué)分析軟件Fl

3、uent，選用對鈍體繞流有較好效果的SSTk-ω湍流物理模型，對某復(fù)雜大型比基尼廣場懸掛屋蓋進(jìn)行了在臺風(fēng)作用下的風(fēng)荷載分布特性研究，研究了懸掛網(wǎng)殼在不同來流風(fēng)向角和不同風(fēng)攻角作用時網(wǎng)殼上下表面的風(fēng)壓變化情況，分析給出每種工況下網(wǎng)殼風(fēng)壓系數(shù)分布圖及結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載敏感區(qū)域。結(jié)果表明，風(fēng)向角、風(fēng)攻角的變化對非規(guī)則懸掛屋蓋表面的風(fēng)壓影響很大。分析了該懸掛網(wǎng)殼在田浦湍流強度、石沅湍流強度及常規(guī)湍流強度下懸掛網(wǎng)殼的風(fēng)荷載分布情況，并將三種湍流強度的模

4、擬結(jié)果作對比，得到三種湍流強度均能較好的模擬臺風(fēng)風(fēng)場。
　　在分析懸掛網(wǎng)殼在不同來流工況時結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓分布規(guī)律基礎(chǔ)上，還對此懸掛網(wǎng)殼周邊環(huán)境因素的變化對其表面風(fēng)壓分布情況的影響進(jìn)行了研究。同樣的軟件參數(shù)設(shè)置，對不同環(huán)境因素工況下網(wǎng)殼表面的風(fēng)壓分布情況進(jìn)行了研究。研究了懸掛網(wǎng)殼在圍護(hù)結(jié)構(gòu)、所處地勢高度變化、周邊建筑物干擾及自身拱梁的影響四種因素影響時，結(jié)構(gòu)表面的風(fēng)壓分布情況，將不同工況下模擬得出的結(jié)果作對比。研究表明，懸掛網(wǎng)殼在有圍