大跨開孔空間結(jié)構(gòu)風壓分布規(guī)律及風致內(nèi)壓研究.pdf

1、伴隨科學技術(shù)的發(fā)展和各種新型建筑材料的應用，土木建筑結(jié)構(gòu)向大型化、復雜化發(fā)展。人們審美觀的不斷變化和對大型通透空間的需求，催生了造型各異的大跨空間結(jié)構(gòu)和各式各樣的開孔結(jié)構(gòu)。建筑設(shè)計的豐富多彩為結(jié)構(gòu)工程師的結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來了諸多難題。對于體型復雜的大跨度空間結(jié)構(gòu)而言，風荷載是控制荷載之一。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，由于受到現(xiàn)行技術(shù)條件的限制，往往得不到準確的風荷載。設(shè)計人員只根據(jù)經(jīng)驗對風荷載做估算，這樣做可能帶來的后果：一是對風荷載估計不足或者

2、是對某些特殊的地方?jīng)]有引起足夠的重視，從而導致結(jié)構(gòu)存在破壞的危險；二是把風荷載估計的過大，設(shè)計偏于保守，將會導致經(jīng)濟上的浪費。為此，本文在大跨開孔空間結(jié)構(gòu)風壓分布規(guī)律及風致內(nèi)壓研究做了部分研究工作。主要分為如下兩部分：
　　第一部分基于深圳市民中心大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)，利用計算流體動力學通用軟件FLUENT計算市民中心屋蓋結(jié)構(gòu)的風壓分布，并和風洞試驗報告進行對比，討論數(shù)值模擬的具體操作方式和可行性。通過把市民中心屋蓋結(jié)構(gòu)由平面結(jié)構(gòu)形式經(jīng)

3、過七次的體型變化過渡到真實結(jié)構(gòu)體型，從這一過程中總結(jié)大跨度空間結(jié)構(gòu)表面風壓分布的變化規(guī)律，研究表明，當把塔樓和底座等附屬結(jié)構(gòu)全部加進模型之后，即使屋蓋的體型有很大差別，所有測點的平均風壓系數(shù)的分布規(guī)律也基本不變，只存在數(shù)值上的差別；
　　第二部分研究了開孔結(jié)構(gòu)的風致內(nèi)壓問題。首先對未開孔的實體結(jié)構(gòu)在不同攻角、方向的風作用下表面壓力變化規(guī)律進行研究；然后研究單面開孔率為13.6％的結(jié)構(gòu)表面壓力變化規(guī)律，并對比其與未開孔時的不同；接著

4、研究了表面壓力隨著開孔率的不同而變化的規(guī)律。研究表明，當風攻角、風方向在9010±度之間時，結(jié)構(gòu)的開孔和未開孔表面上的風壓力都有所減??；在其它攻角、方向的風作用下，結(jié)構(gòu)開孔面上所受風壓力相對開孔前有不同程度的減小，而未開孔面上的風壓力相對于開孔前則有所增加；最后以市民中心屋蓋結(jié)構(gòu)為例，研究具有復雜體型的空間結(jié)構(gòu)表面綜合壓力的計算方法與計算假定。通過計算發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)開孔后屋蓋的上、下表面在風作用下，相對不開孔的情況，結(jié)構(gòu)表面壓力都有所減小，但