大跨度屋蓋圍護(hù)結(jié)構(gòu)風(fēng)致破壞數(shù)值模擬研究.pdf

1、大跨屋蓋建筑因其外形美觀、功能實(shí)用而在大型公用建筑工程中不斷涌現(xiàn)。此類建筑自重輕、阻尼小，對風(fēng)荷載比較敏感，極易受到強(qiáng)風(fēng)的破壞，同時隨著電子計(jì)算機(jī)和計(jì)算流體動力學(xué)(CFD)理論的迅速發(fā)展，結(jié)構(gòu)風(fēng)工程研究除了繼續(xù)采用風(fēng)洞模型試驗(yàn)這一傳統(tǒng)和主要的研究手段外，數(shù)值模擬技術(shù)以其獨(dú)特優(yōu)勢在結(jié)構(gòu)風(fēng)工程領(lǐng)域得到了應(yīng)用，為建筑風(fēng)荷載研究提供了一條有效的途徑和另一種新的研究方法。
　　本文利用計(jì)算流體動力學(xué)(CFD)軟件CFX11.0，采用基于雷諾

2、平均（RANS）方法的SST k-ω湍流模型對典型大跨度屋面結(jié)構(gòu)風(fēng)致破壞進(jìn)行模擬分析，探索屋面風(fēng)致破壞機(jī)制并分析破壞原因，提出了若干大跨屋面防范和減輕強(qiáng)風(fēng)災(zāi)害的合理抗風(fēng)措施。主要工作如下：
　　1．對若干平屋蓋大跨度結(jié)構(gòu)進(jìn)行了不同破壞開口大小數(shù)值模擬，并將結(jié)果和內(nèi)壓估算理論進(jìn)行對比，然后又利用本文方法與文獻(xiàn)數(shù)值模型結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證數(shù)據(jù)的可靠性。
　　2．由于大跨度平屋蓋邊緣等幾何外形突變的部位是屋蓋的薄弱環(huán)節(jié)，屋蓋的風(fēng)致破

3、壞往往由這些部位開始。本文對大跨度平屋蓋風(fēng)致破壞過程進(jìn)行了二維數(shù)值模擬，并且根據(jù)不同的入口大小和位置模擬了若干工況，研究屋蓋風(fēng)致破壞后開口從小到大發(fā)展過程中，屋蓋開口附近風(fēng)壓系數(shù)的變化規(guī)律。
　　3．用同樣的方法，對大跨度柱狀屋蓋風(fēng)致破壞過程進(jìn)行了二維數(shù)值模擬，考慮此結(jié)構(gòu)屋蓋風(fēng)壓受矢跨比影響明顯，分別討論了高低兩種矢跨比的情況，研究風(fēng)致連續(xù)破壞過程中屋蓋開口附近風(fēng)壓系數(shù)的變化規(guī)律，為大跨度屋蓋局部抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供參考。
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