伞形膜结构风荷载分布特性的数值模拟研究

本文运用CFD技术进行了伞形膜结构刚性模型绕流风场的数值模拟,分析了其表面风荷载分布特性.数值模拟依托CFX软件平台,基于雷诺平均模拟(RANS)方法进行.文中利用CFD数值模拟技术可较方便变化各种参数、能同时提供开敞式膜结构的上、下表面风压分布等优势,分析了风向角、矢跨比对伞形膜面风荷载分布的影响,总结了其风压分布规律,并给出了相应的膜面风压系数分布图供工程设计参考.     

膜结构荷载特性和风振响应特性的风洞试验研究

本提供了双坡屋面膜结构刚性模型和气弹模型的风洞试验方法,以及风压系数和加速度响应均方根值的处理结果,着重讨论了模型四周封闭和四周敞开对屋面风压以及风振响应的影响,为薄膜结构抗风设计的理论研究和工程应用提供了可靠的依据。     

基于CFD数值模拟的高层建筑风荷载研究

针对某高层建筑,运用计算流体力学方法对其表面及周围风荷载分布情况进行了数值模拟,并监测了迎风面上测点的平均风压,用于得到其风荷载体型系数,并与规范比较,分析了其风压分布规律,可为高层建筑设计提供相关参考。     

国外引进项目风荷载的计算

简要地介绍风荷载计算的有关问题，并比较中外规范风压计算的异同，提出合适的换算方法，供设计人员参考。     

月牙形屋面风荷载分布规律数值模拟研究

基于ANSYS Fluent软件平台采用SST k-ω湍流模型对月牙形悬挑屋面风荷载分布规律进行了数值模拟分析。为验证数值模拟的可靠性,将模拟结果与类似风洞试验结果进行对比分析,结果表明数值模拟可靠性较高。通过建立多个模型,研究通风率、屋面倾角、最大悬挑长度、风向角等因素对屋面体型系数的影响,得出月牙形悬挑屋面的风荷载分布规律。提出了月牙形屋面的风荷载体型系数的取值建议。     

流线型单脊膜结构表面风压特性数值模拟分析

风荷载是大跨度空间结构及膜结构设计的控制荷载。以流线型单脊膜结构的实际工程为例,基于Reynolds时均方程,选取剪切应力传输湍流模型(SST k-ω模型),采用ANSYS-CFX14.0流体分析软件对膜表面的风压分布进行数值模拟。通过对比分析不同风向角下膜表面风压分布规律、平均风压系数及湍流特征,得出该结构最不利风向角取值范围以及膜表面不同分区平均风压系数、风荷载体型系数值。结果表明:60°～90°为此结构的最不利风向角,在此风向角区间内,膜结构表面的湍流特性复杂多变。迎风面屋檐形成较高的正压,背风面屋脊形成较高的负压,该部位更易遭受破坏;整个背风面形成较大的负压区,在结构中部产生明显的漩涡,主要表现为吸力。     

风荷载标准值及计算参数差异对比

对中、越、美、欧、日荷载规范中风荷载标准值的计算公式,以及计算公式中的基本风速/基本风压、风荷载高度变化系数、体型系数和顺风向动力/脉动效应系数几个参数进行了深入的对比分析.研究了各国计算参数的差异,并对不同高度的混凝土高层建筑结构的风荷载标准值计算结果进行了详细的对比分析.     

平屋盖平均风荷载特性分析

首先,结合平屋盖的刚性模型风洞动态测压试验,探讨了风向角、高跨比等因素对其风压分布的影响;其次,对比各国荷载规范中对平屋盖风载体型系数取值的规定;最后,结合风洞试验结果,给出了建筑单体情况下平屋盖的风载体型系数取值建议。     

风致内外压下圆弧形落地大跨屋盖结构风荷载特性

对某墙面开洞的圆弧形落地大跨钢屋盖机场航站楼风荷载特性进行了风洞试验研究;基于计算流体力学软件FIUENT 6.3,采用RNG ?κ-ε?湍流模型对墙面开洞屋盖结构的内外表面平均风压系数分布、分区净体型系数、风速矢量以及风场流迹线等风荷载特性进行了系统研究,并将数值模拟结果与风洞试验结果进行比较分析。结果表明:数值模拟的净体型系数和平均风压系数分布规律与试验结果吻合良好;墙面洞口全开的情况下,由于迎风洞口与背风洞口处压力差的作用,屋盖内表面风压均表现为风吸力,风压分布亦受到洞口的影响;墙面洞口对屋盖上表面平均风压系数分布影响较小;屋盖迎风挑檐区域受到风荷载下顶上吸的叠加作用,最大净体型系数达-2.83。     

基于极值相关性的超高层建筑风荷载组合研究

为研究不同长宽比超高层建筑三维风荷载组合,通过高频测力天平风洞试验得到了5种长宽比的矩形超高层建筑基底剪力、弯矩和扭矩时程。基于试验数据和计算结果,分析了三维风荷载效应的分布及其极值相关性。在此基础上,对比分析了不同长宽比的超高层建筑顺风向与横风向、顺风向与扭转向以及横风向与扭转向之间的风荷载效应极值分布规律和统计参数。最后,采用概率统计方法评估了不同长宽比对结构三维风荷载组合系数的影响,并给出了一组基于极值相关性分析的结构三维风荷载组合系数推荐值。结果表明:对于超高层建筑,虽然不同方向风荷载效应之间相关系数可能很低,但其三维风荷载效应极值相关性不可忽略;以横风向或扭转向为主方向进行组合时,其余方向同步比值存在明显的非高斯分布特性;对于不同长宽比超高层建筑,其极值相关性的差异会导致组合系数存在差别,在确定风荷载组合方法时,应考虑长宽比的影响。     

体育场罩棚结构平均风荷载分布特点研究

以灌南体育场、浦江体育场、金华体育场的罩棚结构为工程背景,基于刚性模型表面测压风洞试验结果,得到了罩棚结构表面各测点的风压时程,并总结了挑棚结构风压分布的一般共性特点及由于结构形式的不同对风压场分布的影响,得出悬挑屋盖挑蓬前缘拱可以明显改善屋盖结构抗风性能的结论。     

鱼形屋盖结构风荷载特性的试验研究

以海南石梅湾游艇会所为工程背景,进行了刚性模型同步测压风洞试验,研究了单体建筑与两栋建筑有相互干扰影响时的鱼形屋盖屋面平均与脉动风压系数、屋盖局部体型系数以及屋盖整体升力系数分布特性,并进行了详细的对比分析研究.研究结果表明:屋盖表面主要呈现负风压(风吸力),在迎风屋檐气流分离较大,风压变化明显,出现较大的负风压系数;当来流顺沿尾部贯通的连廊吹来时,增强的气流对屋盖下表面产生向下的吸力,且这股吸力要大于上表面向上的吸力,屋盖上下表面风压叠加后使该处屋面呈现一定的正风压;干扰建筑的存在对屋面全风向局部体型系数和屋盖整体升力系数有一定的遮挡效应.所得结论对复杂体型屋盖结构的抗风设计具有参考价值.     

复杂体型大跨屋盖风荷载特性的风洞试验研究

通过对吉林火车站的刚性模型风洞试验研究,得到了在有无周边建筑群干扰下屋盖表面的风压系数等值线图、脉动风压系数与屋盖的升力系数随风向角的变化曲线,对其风压分布特性做了详细的对比分析研究。研究结果表明:大跨屋盖结构表面主要呈现负风压(风吸力),屋盖合力升力系数均为负值。主站楼在迎风区屋檐、悬挑区域及屋面凸起的天窗位置气流分离较大,风压变化明显,出现较大的负风压系数;由于站台雨篷四周开敞,气流流经站台雨篷时较为顺畅,气流分离较小,因而站台雨篷风压系数较小。     

高层建筑结构在风荷载作用下的振动分析

通过介绍我国高层建筑结构风荷载设计方法、风荷载作用形式及由风荷载引起的结构振动,结合工程实例,进行了较详细的结构振动反应计算,以供同类型风荷载作用下的振动分析参考借鉴.     

风载激励下桥梁结构模态参数识别方法研究

研究了在风载激励下识别桥梁结构模态参数的一种联合算法：NExT/ERA法的结合,同时,对一预应力混凝土连续梁桥进行计算机仿真,验证了方法的有效性,并指出了该联合算法适合于环境振动下桥梁结构的监测。     

单层折面空间网格结构风荷载特性及等效静风荷载研究

对单层折面空间网格结构的表面风压分布和风振响应特性进行研究,采用荷载 响应相关法(LRC)与惯性力法计算结构的等效静风荷载,并分析了其计算精度,结果表明：在迎风面的体育场屋盖部分,气流在经过迎风面屋盖檐口后发生明显分离,形成漩涡,此处的平均负风压和脉动风压最大;整个屋面的绝大部分表面风压都表现为负压。增加肩谷环后,结构横向刚度提高较大,结构的1阶和2阶振型由原来的结构整体水平振动变为罩棚前端内环端部的局部竖向振动;在单层折面空间网格结构的风振响应中,参与结构振动振型较多,需要考虑多阶振型影响,且参与结构振动的主要为低阶振型;在脉动风荷载作用下各振型耦合作用较小;用LRC与惯性力法得到的单层折面空间网格结构等效静风荷载,计算精度可满足工程要求。     

钢-铝组合立柱抗风压性能试验研究

钢-铝组合立柱是玻璃幕墙工程中经常应用的一种结构形式,现有规范JGJ102—2003中对这种组合型材没有提出相关规定和计算方法。本文以某工程玻璃幕墙抗风压性能试验为例,测得了钢-铝组合立柱的压力差-挠度曲线,将试验结果与理论计算结果进行比较,并对钢-铝组合立柱的挠度计算和钢-铝弹性模量取值进行了探讨,为今后规范的进一步完善、修订及钢-铝组合立柱在玻璃幕墙工程中的应用提供了试验依据。     

高层仿古塔悬挑构件的风荷载计算

以湖南高层钢管混凝土结构仿古塔为例,依据相关规范,对该结构的风荷载进行了计算,结果表明,风荷载对高层建筑物中悬挑结构的水平方向位移影响较大;现有风荷载计算结果满足规范要求。     

T型线天线结构的找形与风荷载分析

针对T型天线结构几何非线性的特点,分别应用小垂度柔索理论和有限元分析软件ANSYS对其结构进行了找形分析计算.通过对两种方法找形结果的比较,表明基于ANSYS软件对T型天线结构找形是可行的.然后在该结构形状的基础上,又利用ANSYS对该天线结构引下线为固支时的情况进行了风荷静力学响应分析.最后,通过工程实例的计算结果验证了文中的分析模型及计算方法的合理性和有效性,表明利用ANSYS软件能够对线天线结构很好地进行找形分析与风荷静力学响应分析.     

体型复杂围护结构风荷载的设计方法研究

本文通过对厦门国际物流中心入口大飘檐风洞试验结果进行分析,结合规范方法探讨体型复杂围护结构表面风荷载的设计方法。得出的结论是：体型复杂围护结构的风荷载依据规范公式采用数值计算方法通常难以准确获得,需要辅以风洞试验进行模拟;体型复杂围护结构的风荷载需依据风洞试验模拟并结合规范方法获得;内外或上下表面为同一片面板材料的周边开敞围护结构的风荷载可采用净风压进行设计。