體育場(chǎng)懸挑屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)壓特性及其相關(guān)性研究.pdf

1、目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)研究，主要是圍繞著一些簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行的。但對(duì)于馬鞍形環(huán)狀懸挑屋蓋結(jié)構(gòu)，至今還沒有一套系統(tǒng)的研究方法，各國(guó)規(guī)范也沒有給出具體的抗風(fēng)設(shè)計(jì)依據(jù)。因此，本文結(jié)合風(fēng)洞試驗(yàn)和數(shù)值模擬等手段，對(duì)郴州市體育中心體育場(chǎng)的馬鞍形環(huán)狀懸挑屋蓋的風(fēng)壓特性、脈動(dòng)風(fēng)壓相關(guān)特性及風(fēng)振響應(yīng)等進(jìn)行了研究，力求對(duì)實(shí)際工程的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。本文主要完成了以下幾方面的研究工作：
　　 首先，對(duì)體育場(chǎng)懸挑屋蓋進(jìn)行了剛性模型的屋蓋上

2、、下表面同步測(cè)壓風(fēng)洞試驗(yàn)和風(fēng)壓數(shù)值模擬。研究了各典型風(fēng)向角下的平均風(fēng)壓分布情況。研究顯示，在屋蓋上、下表面，負(fù)壓區(qū)域分布都很廣泛。在馬鞍形的凸起區(qū)域，凈風(fēng)壓值很大。把風(fēng)洞試驗(yàn)及基于3種湍流模型的數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，其中采用RNGk-ε模型和Realizable k-ε模型的數(shù)值模擬結(jié)果與風(fēng)洞試驗(yàn)最為吻合，而數(shù)值模擬的效果在上表面要好于下表面。
　　 其次，在剛性模型風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)研究了脈動(dòng)風(fēng)壓的頻域特性，并建

3、立了該體育場(chǎng)懸挑屋蓋各風(fēng)向角下的新的風(fēng)壓譜數(shù)學(xué)模型。對(duì)懸挑屋蓋各區(qū)域的典型測(cè)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)域下的相關(guān)系數(shù)和頻域下的相干函數(shù)分析，采用Davenport相干函數(shù)公式對(duì)屋蓋表面的平行、垂直來流方向排列的測(cè)點(diǎn)間的相干函數(shù)曲線進(jìn)行了擬合。研究表明，風(fēng)壓譜曲線隨風(fēng)向角和測(cè)點(diǎn)所處位置而變化，其低頻區(qū)段主要由來流風(fēng)決定，窄波峰由渦旋脫落引起。體育場(chǎng)懸挑屋蓋結(jié)構(gòu)的脈動(dòng)風(fēng)壓空間相關(guān)特性有其自身的特點(diǎn)，即測(cè)點(diǎn)所在的屋蓋區(qū)域不同和測(cè)點(diǎn)是平行或垂直來流方向排列對(duì)相關(guān)