橢圓形高層建筑風(fēng)荷載研究.pdf

1、近幾年來，由于新技術(shù)和新材料的不斷涌現(xiàn)，高層及超高層建筑得到了快速的發(fā)展。建筑結(jié)構(gòu)不僅越來越高，而且越來越奇異，不再是規(guī)矩的矩形，而引入了很多弧形元素，特別是塔樓式的建筑，越來越多的采用圓形截面、橢圓形截面或是稍微經(jīng)過變形的橢圓形截面。規(guī)范中對(duì)圓形截面建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的各種參數(shù)做了詳細(xì)的說明，但對(duì)于橢圓形截面建筑風(fēng)荷載并沒有給出相應(yīng)的參考，需要通過風(fēng)洞試驗(yàn)或是數(shù)值風(fēng)洞模擬得到。本文在數(shù)值風(fēng)洞模擬的基礎(chǔ)上對(duì)橢圓形截面建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載進(jìn)行模擬

2、和分析，為此種體型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了合理的風(fēng)荷載參數(shù)，對(duì)數(shù)值風(fēng)洞的廣泛應(yīng)用起到了促進(jìn)作用。
　　首先，利用通用的流體計(jì)算軟件FLUENT對(duì)不同長(zhǎng)短軸之比的橢圓形高層建筑進(jìn)行了數(shù)值風(fēng)洞模擬，經(jīng)CFD-POST的數(shù)據(jù)處理得到了不同長(zhǎng)短軸之比的橢圓形高層建筑局部體型系數(shù)分布的規(guī)律、負(fù)壓區(qū)面積占總面積的比例以及相應(yīng)的阻力系數(shù)，為此種體型結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)研究和工程設(shè)計(jì)提供參考。
　　然后，結(jié)合工程實(shí)例，采用新舊中國(guó)荷載規(guī)范及頻域計(jì)算方法對(duì)順風(fēng)

3、向風(fēng)振響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算和比較，頻域計(jì)算結(jié)果偏大，新舊中國(guó)荷載規(guī)范計(jì)算結(jié)果相差不大，只是形式有所改變。并且基于ANSYS Workbench平臺(tái)利用system coupling模塊考慮風(fēng)與結(jié)構(gòu)之間的耦合作用，得到考慮風(fēng)與結(jié)構(gòu)耦合作用的位移，并與現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算的位移進(jìn)行了比較。
　　最后，模擬了圓柱繞流的經(jīng)典問題，并將升力系數(shù)、斯托羅哈數(shù)與國(guó)外風(fēng)洞試驗(yàn)及數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了此次數(shù)值模擬的正確性。以此為基礎(chǔ)，對(duì)橢圓形截面短軸迎風(fēng)