超高層雙塔建筑風荷載及風致干擾效應數(shù)值模擬研究.pdf

1、風荷載是結構設計需要考慮的重要荷載之一，對于高層、大跨、高聳等結構，風荷載甚至可能成為結構設計的控制荷載。對于一些體型復雜、高度超限、有嚴重干擾等風荷載難以確定的建筑結構，目前主要通過風洞實驗預測其風荷載分布。隨著近年來鈍體空氣動力學的發(fā)展，數(shù)值模擬已經可以比較準確的計算建筑工程中的風工程問題，現(xiàn)如今已經成為風洞實驗的重要輔助手段應用于結構風工程。相比風洞實驗，數(shù)值模擬成本更低、效率更高，數(shù)值模擬可以更加準確的模擬邊界條件，可以對建筑表

2、面風荷載和周圍風場進行全尺寸全過程模擬，并得到各個物理量的連續(xù)分布信息，擁有更加廣泛的運用空間。
　　本文基于 FLUENT14.5軟件平臺對結構風工程的數(shù)值模擬研究主要集中在以下幾個方面：
　?、賹?shù)值模擬方法進行研究。本文基于FLUENT14.5軟件平臺對國際上通用的CAARC標準高層建筑模型進行了數(shù)值模擬研究，并且通過對比數(shù)值模擬的結果與TJ-2風洞實驗數(shù)據分析了覆面網格、壁面函數(shù)、離散格式、湍流模型、來流風向角對數(shù)值

3、模擬結果的影響。為數(shù)值模擬參數(shù)選取提供依據，并且驗證數(shù)值模擬方法的可行性。
　　②采用數(shù)值模擬研究沙坪壩綜合交通樞紐工程中超高層雙子樓的風荷載分布及風致干擾效應。對建筑周圍流場、建筑表面風壓分布進行了定性分析。從代表高度測點的風壓、體型系數(shù)、基底彎矩三個角度對雙塔之間的相互干擾效應進行了比較詳細的分析。將無干擾時的壁面風力、順風向彎矩與采用規(guī)范方法的計算值進行對比，驗證了計算結果的可靠性。結果表明：雙塔之間的干擾主要為串列布置時的

4、遮擋效應和并列時的狹道效應，狹道兩側的建筑壁面的局部負壓增加了一倍，體型系數(shù)的干擾因子達到1.45。雙塔相互干擾對建筑其它壁面的體型系數(shù)和基底彎矩取值的影響不大，干擾因子在1.1以下。雙塔并列時受力極為不利，基底扭矩和繞X軸的基底彎矩同時出現(xiàn)最大值，同時繞Y軸的基底彎矩也不為0。
　?、蹖ι称簤尉C合交通樞紐工程中的超高層雙子樓以及周邊建筑群進行數(shù)值模擬，給出了不同風向角下的建筑表面風壓分布。重點分析了在風致干擾作用下，建筑最不利受