清代重檐古建筑太和殿風荷載體型系數(shù)研究.pdf

1、清代古建筑的主要特點是結構輕巧,出檐深遠,其體型相對比較復雜,對風效應比較敏感。結構抗風設計的關鍵是確定建筑物的風荷載體型系數(shù),國家現(xiàn)行荷載規(guī)范并沒有規(guī)定類似古建筑的體型系數(shù)。所以清代重檐古建筑的風荷載體型系數(shù)的確定能夠為清代古建筑的修復、仿古建筑設計提供參考。建筑物風荷載體型系數(shù)可以通過風洞試驗獲得,但傳統(tǒng)的風洞試驗研究存在費力、費時、花費較大,風洞較難模擬實際的風剖面,且對模型的縮尺使得雷諾數(shù)難以與現(xiàn)實相近,建筑物足尺模型難以實現(xiàn)的

2、缺點。隨著科學技術的不斷進步,計算機數(shù)值風洞模擬試驗技術日趨成熟,且逐漸成為結構風工程研究的最有力手段。本文利用數(shù)值風洞模擬方法對清代重檐古建筑太和殿風荷載體型系數(shù)進行研究,從而得到太和殿的風荷載體型系數(shù)。主要有以下幾方面的工作:
　　(1)基于CFD數(shù)值模擬軟件Fluent6.3對帶天窗的封閉式雙坡屋面廠房模型進行數(shù)值風洞模擬,探討數(shù)值模擬時計算域的尺寸、網(wǎng)格劃分的方案、三維湍流模型的選取、邊界條件、離散格式以及收斂判斷標準等,

3、提取廠房模型表面的平均風壓系數(shù)分布,根據(jù)規(guī)范中風荷載計算的相關公式將平均風壓系數(shù)轉換成風荷載體型系數(shù),將廠房模型的體型系數(shù)與《建筑結構荷載載規(guī)范》(GB50009-2012)進行比較,論證數(shù)值風洞模擬方法的可行性與準確性。
　　(2)在不同風速及風向角下,對清代重檐古建筑太和殿周圍風環(huán)境進行數(shù)值模擬,在計算流體力學軟件自帶的監(jiān)視器中觀察太和殿表面的平均風壓系數(shù)隨風向角及風速變化的分布規(guī)律,分析太和殿表面的湍動能與風速及風向角的關系