清代重檐古建筑太和殿風(fēng)荷載體型系數(shù)研究.pdf

1、清代古建筑的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)輕巧,出檐深遠(yuǎn),其體型相對(duì)比較復(fù)雜,對(duì)風(fēng)效應(yīng)比較敏感。結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是確定建筑物的風(fēng)荷載體型系數(shù),國(guó)家現(xiàn)行荷載規(guī)范并沒(méi)有規(guī)定類(lèi)似古建筑的體型系數(shù)。所以清代重檐古建筑的風(fēng)荷載體型系數(shù)的確定能夠?yàn)榍宕沤ㄖ男迯?fù)、仿古建筑設(shè)計(jì)提供參考。建筑物風(fēng)荷載體型系數(shù)可以通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)獲得,但傳統(tǒng)的風(fēng)洞試驗(yàn)研究存在費(fèi)力、費(fèi)時(shí)、花費(fèi)較大,風(fēng)洞較難模擬實(shí)際的風(fēng)剖面,且對(duì)模型的縮尺使得雷諾數(shù)難以與現(xiàn)實(shí)相近,建筑物足尺模型難以實(shí)現(xiàn)的

2、缺點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,計(jì)算機(jī)數(shù)值風(fēng)洞模擬試驗(yàn)技術(shù)日趨成熟,且逐漸成為結(jié)構(gòu)風(fēng)工程研究的最有力手段。本文利用數(shù)值風(fēng)洞模擬方法對(duì)清代重檐古建筑太和殿風(fēng)荷載體型系數(shù)進(jìn)行研究,從而得到太和殿的風(fēng)荷載體型系數(shù)。主要有以下幾方面的工作:
　　(1)基于CFD數(shù)值模擬軟件Fluent6.3對(duì)帶天窗的封閉式雙坡屋面廠房模型進(jìn)行數(shù)值風(fēng)洞模擬,探討數(shù)值模擬時(shí)計(jì)算域的尺寸、網(wǎng)格劃分的方案、三維湍流模型的選取、邊界條件、離散格式以及收斂判斷標(biāo)準(zhǔn)等,

3、提取廠房模型表面的平均風(fēng)壓系數(shù)分布,根據(jù)規(guī)范中風(fēng)荷載計(jì)算的相關(guān)公式將平均風(fēng)壓系數(shù)轉(zhuǎn)換成風(fēng)荷載體型系數(shù),將廠房模型的體型系數(shù)與《建筑結(jié)構(gòu)荷載載規(guī)范》(GB50009-2012)進(jìn)行比較,論證數(shù)值風(fēng)洞模擬方法的可行性與準(zhǔn)確性。
　　(2)在不同風(fēng)速及風(fēng)向角下,對(duì)清代重檐古建筑太和殿周?chē)L(fēng)環(huán)境進(jìn)行數(shù)值模擬,在計(jì)算流體力學(xué)軟件自帶的監(jiān)視器中觀察太和殿表面的平均風(fēng)壓系數(shù)隨風(fēng)向角及風(fēng)速變化的分布規(guī)律,分析太和殿表面的湍動(dòng)能與風(fēng)速及風(fēng)向角的關(guān)系