考慮流固耦合風(fēng)振響應(yīng)的低矮輕型房屋抗風(fēng)數(shù)值模擬.pdf

1、目前輕型門式剛架這種低矮輕型房屋已廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房、展覽館、集貿(mào)市場(chǎng)、貨場(chǎng)倉庫、小型辦公樓等方面。同時(shí)，這種結(jié)構(gòu)重量輕、跨度大，對(duì)風(fēng)荷載比較敏感，不利于結(jié)構(gòu)抗風(fēng)，在我國(guó)東南沿海地區(qū)，理所當(dāng)然成為風(fēng)災(zāi)中的“重災(zāi)戶”。已有的災(zāi)情調(diào)查、試驗(yàn)和理論研究均表明輕鋼屋面等圍護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相比在遭受臺(tái)風(fēng)時(shí)更易發(fā)生損壞，因此研究低矮輕型房屋屋蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載及風(fēng)振響應(yīng)具有極其重要的工程應(yīng)用價(jià)值和學(xué)術(shù)研究意義。 本文主要是基于通用有限元軟件AD

2、INA模擬低矮輕型房屋在考慮流體一結(jié)構(gòu)耦合作用下的風(fēng)致動(dòng)力響應(yīng)。采用Lagrangian方法來描述結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)控制方程。假定流體為粘性不可壓縮流體，采用ALE方法來描述流體流動(dòng)的動(dòng)力學(xué)控制方程。同時(shí)采用基于流動(dòng)條件插值（簡(jiǎn)稱FCBI）三維單元的穩(wěn)定有限元求解技術(shù)，來避免數(shù)值計(jì)算的不穩(wěn)定性。 本文首先采用SSTk-ω湍流模型模擬了原型試驗(yàn)中頗具影響的TTU建筑模型，得到TTU建筑相應(yīng)測(cè)點(diǎn)風(fēng)壓力系數(shù)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果基本吻合，說明該方法可

3、以很好的模擬該種結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載特性。 然后以門式剛架這種典型的低矮輕型房屋為例，分別建立不同坡角、房屋高寬比、長(zhǎng)寬比和不同女兒墻高度、挑檐長(zhǎng)度的低矮輕型房屋氣彈性模型，模擬各種情況下房屋屋面的風(fēng)壓分布系數(shù)及風(fēng)振系數(shù)，總結(jié)出建筑體型和構(gòu)造對(duì)低矮輕型房屋屋面風(fēng)荷載特性的影響。結(jié)果表明：隨坡度增加，迎風(fēng)屋面風(fēng)吸力變化不大，背風(fēng)屋面風(fēng)吸力增大；隨高寬比或長(zhǎng)寬比增加，整個(gè)屋面風(fēng)吸力增大；加女兒墻后，迎風(fēng)屋面風(fēng)吸力變大，并隨女兒墻增高而增大，