落地四坡房屋風(fēng)壓分布特性及體型優(yōu)化研究.pdf

1、落地四坡的輕型房屋具有折疊方便、重復(fù)利用率高和機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等優(yōu)勢，因而在民用及軍事領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。由于房屋質(zhì)量輕且低矮，處于大氣邊界層中風(fēng)速變化大和湍流度高的近地區(qū)域，屬于典型的風(fēng)敏感房屋，所以在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)風(fēng)荷載是其控制荷載。而目前國內(nèi)外設(shè)計(jì)規(guī)范尚未給出落地四坡房屋的風(fēng)荷載體型系數(shù)，因此抗風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)僅能采用未計(jì)及體量變化的雙坡屋頂房屋在0°和90°風(fēng)向角下的風(fēng)荷載體型系數(shù)，更不能進(jìn)行基于風(fēng)壓分布特性的氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)，故開展落地四坡房屋

2、風(fēng)壓分布特性及體型優(yōu)化研究具有理論意義及工程應(yīng)用價(jià)值。
　　為研究落地四坡房屋的風(fēng)壓分布特性和合理氣動(dòng)外形，結(jié)合我國野營房屋目前使用情況和功能要求，設(shè)計(jì)出27種計(jì)算模型，基于流體動(dòng)力學(xué)和大氣邊界層基本原理，采用流體動(dòng)力學(xué)分析方法，運(yùn)用FLUENT有限元分析軟件，結(jié)合風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果，探討與分析網(wǎng)格類型及劃分方法、離散格式、計(jì)算方法及湍流模型等關(guān)鍵技術(shù)和參數(shù)，建立落地四坡房屋的數(shù)值風(fēng)洞。以落地坡角、屋面坡角、高寬比和風(fēng)向角為分析參數(shù)，運(yùn)

3、用數(shù)值風(fēng)洞分析與探討81種工況下房屋表面風(fēng)壓分布特性，得到其表面風(fēng)壓分布規(guī)律和風(fēng)荷載體型系數(shù)。在此基礎(chǔ)上，以建筑體量與表面風(fēng)壓分布之間的最優(yōu)分布關(guān)系作為優(yōu)化目標(biāo)，分別以風(fēng)荷載的體型系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差最小、各區(qū)域體型系數(shù)最值接近及差值相對變化幅度降低作為優(yōu)化計(jì)算指標(biāo)，得到具有良好抗風(fēng)性能的氣動(dòng)外形（合理體型），分析表明經(jīng)優(yōu)化的氣動(dòng)外形同初始外形各區(qū)域風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值比較顯著下降。
　　結(jié)果表明：在對落地四坡房屋表面風(fēng)壓分布特性進(jìn)行數(shù)值風(fēng)洞分析的