塔桅結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，城市高層建筑的不斷出現(xiàn)，城市空間結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜，由此而產(chǎn)生的各種風(fēng)效應(yīng)問題日益受到人們的注意。風(fēng)荷載是塔桅結(jié)構(gòu)這類高聳建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須考慮的重要荷載。因此對塔桅這類特型結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)荷載研究很有必要。 目前研究建筑物風(fēng)荷載分布情況主要有現(xiàn)場實測、風(fēng)洞試驗和數(shù)值模擬計算三種方法，其中風(fēng)洞試驗是現(xiàn)階段的主要手段，研究方法較為成熟。但風(fēng)洞試驗周期長，而且要消耗大量的人力和物力?，F(xiàn)場實測只能在建筑物建成以

2、后進(jìn)行，而且花費(fèi)更大，還受季節(jié)、場地等諸多因素的影響。計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為建筑物風(fēng)荷載的數(shù)值模擬研究提供了新的方法和手段，它自出現(xiàn)起就成了風(fēng)工程領(lǐng)域研究和發(fā)展的熱點(diǎn)，相比較傳統(tǒng)方法它具有獨(dú)特的優(yōu)勢。利用計算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)可以方便地對塔桅結(jié)構(gòu)繞流風(fēng)場進(jìn)行模擬計算，得到風(fēng)速和風(fēng)壓等物理量的分布特征，以此預(yù)測建筑物的規(guī)劃和設(shè)計方案的優(yōu)劣，并提出改進(jìn)方案，使設(shè)計更加合理，提高設(shè)計質(zhì)量和效率。 本文采用風(fēng)洞模型試驗和計算機(jī)數(shù)值計算相結(jié)合的方

3、法，研究對象杭州灣大橋觀光塔是一塔桅結(jié)構(gòu)，對其建立了實際尺度的模型，選擇了合適的網(wǎng)格劃分形式，并準(zhǔn)確模擬了大氣中來流的風(fēng)剖面。選用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型和Realizablek-ε模型兩種湍流模型計算了塔桅結(jié)構(gòu)繞流的定常風(fēng)流場。通過對建筑物繞流流場中的風(fēng)速、風(fēng)壓等流場特性進(jìn)行分析，并將其與風(fēng)洞試驗結(jié)果進(jìn)行比較，討論了塔桅結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載數(shù)值模擬的可行性與可靠性。結(jié)果表明標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型和Realizablek-ε模型均能較好模擬出塔桅結(jié)構(gòu)的繞流風(fēng)場，并