大跨開孔空間結構風壓分布規(guī)律及風致內壓研究.pdf

1、伴隨科學技術的發(fā)展和各種新型建筑材料的應用，土木建筑結構向大型化、復雜化發(fā)展。人們審美觀的不斷變化和對大型通透空間的需求，催生了造型各異的大跨空間結構和各式各樣的開孔結構。建筑設計的豐富多彩為結構工程師的結構設計帶來了諸多難題。對于體型復雜的大跨度空間結構而言，風荷載是控制荷載之一。在進行結構設計的過程中，由于受到現行技術條件的限制，往往得不到準確的風荷載。設計人員只根據經驗對風荷載做估算，這樣做可能帶來的后果：一是對風荷載估計不足或者

2、是對某些特殊的地方沒有引起足夠的重視，從而導致結構存在破壞的危險；二是把風荷載估計的過大，設計偏于保守，將會導致經濟上的浪費。為此，本文在大跨開孔空間結構風壓分布規(guī)律及風致內壓研究做了部分研究工作。主要分為如下兩部分：
　　第一部分基于深圳市民中心大跨度屋蓋結構，利用計算流體動力學通用軟件FLUENT計算市民中心屋蓋結構的風壓分布，并和風洞試驗報告進行對比，討論數值模擬的具體操作方式和可行性。通過把市民中心屋蓋結構由平面結構形式經

3、過七次的體型變化過渡到真實結構體型，從這一過程中總結大跨度空間結構表面風壓分布的變化規(guī)律，研究表明，當把塔樓和底座等附屬結構全部加進模型之后，即使屋蓋的體型有很大差別，所有測點的平均風壓系數的分布規(guī)律也基本不變，只存在數值上的差別；
　　第二部分研究了開孔結構的風致內壓問題。首先對未開孔的實體結構在不同攻角、方向的風作用下表面壓力變化規(guī)律進行研究；然后研究單面開孔率為13.6％的結構表面壓力變化規(guī)律，并對比其與未開孔時的不同；接著

4、研究了表面壓力隨著開孔率的不同而變化的規(guī)律。研究表明，當風攻角、風方向在9010±度之間時，結構的開孔和未開孔表面上的風壓力都有所減小；在其它攻角、方向的風作用下，結構開孔面上所受風壓力相對開孔前有不同程度的減小，而未開孔面上的風壓力相對于開孔前則有所增加；最后以市民中心屋蓋結構為例，研究具有復雜體型的空間結構表面綜合壓力的計算方法與計算假定。通過計算發(fā)現結構開孔后屋蓋的上、下表面在風作用下，相對不開孔的情況，結構表面壓力都有所減小，但