下?lián)舯┝鞯娘L(fēng)場(chǎng)特性以及其作用下高層建筑風(fēng)荷載研究.pdf

1、隨著全球氣候變暖，以下?lián)舯┝鞯葹榇淼膹?qiáng)對(duì)流天氣逐漸增多，使得對(duì)其的研究成為目前國(guó)際風(fēng)工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題之一。下?lián)舯┝魇怯衫妆┨鞖庵行纬傻膹?qiáng)下沉氣流沖擊地面后，在地面加速擴(kuò)展開的一種氣流過程，由于下?lián)舯┝黠L(fēng)剖面與大氣邊界層風(fēng)剖面差異巨大，并且在距離地面很低處會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)風(fēng)荷載，往往會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。我國(guó)荷載規(guī)范只給出了大氣邊界層風(fēng)荷載，對(duì)下?lián)舯┝鞯倪@類極端風(fēng)并沒有考慮在內(nèi)。所以對(duì)下?lián)舯┝鞯难芯烤惋@得至關(guān)重要。
　　本文基于沖擊射流模型建

2、立下?lián)舯┝魅S模型，通過CFD數(shù)值方法對(duì)下?lián)舯┝鞯娘L(fēng)場(chǎng)進(jìn)行了定常數(shù)值模擬，對(duì)下?lián)舯┝鞯娘L(fēng)場(chǎng)特征進(jìn)行了重點(diǎn)分析。下?lián)舯┝鲝较蝻L(fēng)速在近地面附近達(dá)到最大值，之后隨著高度增大而迅速減小，徑向風(fēng)速剖面與大氣邊界層剖面有著顯著的差異。在下?lián)舯┝魃淞鞴芟路骄嚯x噴射中心半徑為1D的圓內(nèi)都存在著正壓，并且中心處壓力系數(shù)接近1。不同射流速度對(duì)無量綱化的徑向風(fēng)速剖面影響不大，不同的射流高度H對(duì)無量綱化的徑向風(fēng)速剖面有著一定的影響。下?lián)舯┝鞯倪吔鐚拥陌l(fā)展是呈非

3、線性變化的。
　　不同徑向位置r處，下?lián)舯┝黠L(fēng)剖面不同，建筑承受風(fēng)荷載作用亦不同。利用CFD方法對(duì)不同徑向位置處的高層建筑模型進(jìn)行了風(fēng)荷載特征分析。分別將模型置于距離下?lián)舯┝骱诵膔=0D，r=1D，r=1.5D，r=2D四個(gè)不同位置，利用SST k-ω湍流模型進(jìn)行定常數(shù)值模擬。不同徑向位置處模型周圍流場(chǎng)分析:在r=0D位置處，可以看到下沉的氣流垂直撞擊在高層建筑模型頂面，氣流撞擊頂面后向四周散開，并且在模型四個(gè)側(cè)面周圍氣流形成一個(gè)

4、封閉的汽缸。在r=1D，r=1.5D，r=2D位置處，在模型迎風(fēng)面下部都存在一個(gè)氣流駐點(diǎn)，在模型的側(cè)面中上部，流動(dòng)在側(cè)面前端發(fā)生分離，在后端又發(fā)生了再附現(xiàn)象，而在模型下部沒有發(fā)生再附現(xiàn)象。
　　不同徑向位置處模型表面風(fēng)壓系數(shù)分布分析:模型位于r=0D位置處時(shí)，模型各個(gè)表面均承受較大的壓力，此位置處，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)有著足夠的抗壓強(qiáng)度。在r=1D，r=1.5D，r=2D位置處，模型迎風(fēng)面風(fēng)壓系數(shù)隨著徑向位置r的增大，峰值風(fēng)壓系數(shù)變小