超高層建筑風(fēng)荷載和風(fēng)致響應(yīng)的吹氣控制研究.pdf

1、隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，以及高強(qiáng)輕質(zhì)材料和新型結(jié)構(gòu)體系的不斷應(yīng)用，超高層建筑正在經(jīng)歷著史無前例的建設(shè)高峰。超高層建筑高寬比大，阻尼比小，屬于風(fēng)敏感性結(jié)構(gòu)，當(dāng)高度超過200m時(shí)，風(fēng)荷載將取代地震作用成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制性因素。在風(fēng)荷載作用下，超高層建筑的強(qiáng)度易于滿足規(guī)范要求，但剛度和舒適度則難以滿足要求，因此我們需要在超高層建筑抗風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)其風(fēng)荷載和風(fēng)致響應(yīng)進(jìn)行控制。利用空氣動(dòng)力學(xué)原理，采用吹氣主動(dòng)氣動(dòng)控制方法來改善超高層建筑的抗風(fēng)性能是一項(xiàng)新

2、興的課題，目前僅處于CFD數(shù)值模擬階段。因此，本文進(jìn)行了吹氣控制下的超高層建筑風(fēng)荷載的風(fēng)洞試驗(yàn)研究和風(fēng)致響應(yīng)分析，主要研究?jī)?nèi)容可概括為以下幾方面：
　　1、基于已有的吸/吹氣氣動(dòng)控制試驗(yàn)技術(shù)，對(duì)上部吹氣控制下的超高層建筑進(jìn)行剛性模型測(cè)壓試驗(yàn)，得到吹氣控制的幾何參數(shù)（包括吹氣角度和吹氣孔位置）和吹氣速度對(duì)模型平均風(fēng)荷載和脈動(dòng)風(fēng)荷載的影響規(guī)律，并定義風(fēng)荷載折減系數(shù)來定量描述吹氣控制效果。
　　2、基于FLUENT軟件建立上部吹氣

3、控制下超高層建筑風(fēng)荷載的CFD數(shù)值模型，分別采用基于Reynolds應(yīng)力方程模型（RSM）封閉的Reynolds平均Navier-Stokes（RANS）方法和大渦模擬（LES）方法進(jìn)行 CFD數(shù)值模擬，通過風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證數(shù)值模擬方法的可行性。利用 CFD數(shù)值模擬的流場(chǎng)可視化優(yōu)勢(shì)來展示超高層建筑吹氣控制模型周圍的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行吹氣控制機(jī)理分析。
　　3、為描述吹氣控制對(duì)風(fēng)致響應(yīng)的影響，建立了與風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖鄬?duì)應(yīng)的超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)