贵阳奥体中心主体育场罩篷风洞试验及风荷载体型系数研究

贵阳奥体中心主体育场由东、西两个呈牛角造型的罩篷构成,采用了预应力平面桁架斜交网格结构体系,最大悬挑49m。对其刚性模型进行了风洞试验,给出了平均风压系数、平均风荷载体型系数及风压分布规律并与规范计算值进行了比较,详细讨论了风向角对风压系数和体型系数的影响。结果表明:在大多数风向角下,西罩篷的风荷载要比东罩篷的大,罩篷立面迎风面都是正压,在所有风向角下罩篷上、下表面基本都是负压,负压分布的局部最大值通常出现的迎风罩篷上表面的前缘和下风向罩篷上表面的后缘部分。建议对于有上、下表面围护结构的建筑应分别按内、外风荷载体型系数设计。     

环状大悬臂挑篷风载特性与风场绕流分析

基于FLUENT软件并引入k-ε湍流模型,对环状大悬臂挑篷屋盖风载和风场进行模拟分析。数值计算分析风向角、屋盖倾角、看台后部通风率、挑篷开洞、有无后挑等参数对挑篷屋盖风压分布的影响;针对屋盖周围气流的绕流特性,分析设置屋盖竖向气动导流板和在挑篷外环边缘附近开洞对降低屋盖负风压的作用。研究结果表明：无论风向角如何变化,水平挑篷屋盖上风压均以吸力为主,较高的吸力分布在迎风的前缘位置;屋盖倾角宜设在 0°~15°范围,过大或过小均不利于结构抗风;增大结构迎风面的通风率有利于减小水平屋盖的平均风压;屋盖是否后挑对水平屋盖上表面的风压影响较小;增设屋盖竖向导流板可减低水平屋盖前缘局部极值风压;在环状挑篷外环边缘附近开洞可较明显减小屋盖风压。     

某体育场看台挑篷风荷载特性及干扰效应风洞试验研究

对某一具有代表性的大型体育场看台挑篷刚性模型进行了表面测压风洞试验,详细介绍了试验所采用的主要技术参数和基本的数据处理方法,对比研究了在有、无临近建筑物干扰情况下的体育场挑篷表面风压分布的等值线图和结构典型测点在不同风向角下的风压变化规律。结果表明,邻近建筑对所测建筑的风荷载有一定的气动干扰影响,相关结论为结构的抗风设计提供了可靠的依据。     

落地式拱形体育场看台挑篷结构CFD分析

以某后端开口的落地式拱形体育场看台挑篷为背景.采用计算流体力学(CFD)软件Fluent得到该结构的风压力、风压系数分布以及结构附近的流场分布.对风压和流场分布进行r详细的描述和讨论,发现这种挑篷形式与一般悬挑式体育场看台挑篷类似,最不利工况为风从前缘正面吹来对屋盖造成的强大上吸力.在实际设计中挑篷体埠!系数可分别取为...     

青岛颐中体育场膜结构风洞试验研究

通过风洞试验研究了在B类场地条件下 ,青岛颐中体育场膜结构挑篷建筑的风荷载特性 ,探讨了挑篷上各处膜面平均风荷载随来流风向角的变化规律 ,及其在各风向角下的表面风荷载的分布规律 ,确定了该设计方案随膜顶形状变化的风载体形系数 ,为进一步的结构计算提供了科学依据。     

双幕墙长矩形建筑风荷载特性的试验研究

以节能、生态为理念的双幕墙围护体系已逐步应用于高层办公建筑中。由于双幕墙之间存在通风廊道,因此对于双幕墙建筑有三个受风表面,即外层幕墙的内表面和外表面以及内幕墙的外表面,这使得风载取值变得复杂,目前也无规范可依。本文通过对杭州市某双幕墙办公楼的风洞试验研究,探讨了双幕墙建筑内、外层幕墙的风载取值问题;研究了门厅大跨挑篷风压分布特征,当风从侧面吹向挑篷时,挑篷上、下表面风载与普通屋盖挑篷相同,而当风从正面吹向挑篷时,挑篷上表面出现正风压,并对此现象进行了分析;文中针对该建筑物长宽比较大的特点,比较了大长宽比矩形建筑风载体型系数与规范给出的正方形建筑风载体型系数:当风沿建筑物长向流动时,采用规范给出的正方形建筑风载体型系数是可行的,当风沿建筑物进深方向流动时,其两侧及背风面的负压比正方形的大。     

舟山市体育中心体育场看台钢挑棚抗风试验与分析

对舟山市体育中心体育场看台挑棚进行了风洞试验,获得挑棚上、下表面的风载体型系数。试验结果表明,在不同风向角作用下,挑棚承受的风荷载作用合力方向会发生变化;看台会显著改变挑棚下表面风载体型系数分布,结构抗风设计时须考虑看台的影响。直接采用风洞试验得到的脉动风压对挑棚结构进行了风致动力响应分析,获得风振系数,为结构抗风设计提供依据。分析了挑棚结构在风荷载作用下的受力及变形,研究了抗风支座的构造措施,保证结构的安全可靠。     

椅形超高层结构风压分布数值模拟研究

以拟建的某椅形建筑为例,根据CFD基本原理,运用计算流体力学软件建立了数值风洞模型,得到了结构表面风压系数,在此基础上,分析了不同风向角作用下建筑周边的流场分布特性及结构表面风压系数分布规律,给出了建筑物在最不利风向下的最不利区域的风压系数,为结构抗风设计参数的确定提供依据。     

体育场看台拱形轻钢挑棚风压分析

本文基于计算流体动力学基本理论,采用数值模拟方法对体育场看台拱形轻钢挑棚不同风向角下的风场情况进行分析计算,得出随风向角的增大,挑棚平均风压系数极值(绝对值)增大;当挑棚正面迎风,挑棚的平均风压系数极值(绝对值)最大。并得出随着倾角增大,挑棚的平均风压系数(绝对值)逐步增大,平均风压系数极值(绝对值)也逐步增大。分析表明,该类轻钢挑棚对风荷载较为敏感,风向角以及挑棚倾角是影响风压分布的重要因素。     

体育场屋盖气弹模型设计及风洞试验研究

空间结构气动弹性模型的设计和制作是非常困难的。本文根据一大型体育场环状挑篷的结构和风振响应的特点,合理简化相似准则,成功设计和制作了这一复杂结构的气动弹性模型,并在大型边界层风洞中模拟的B类风场、36个风向角下进行了试验。通过对结构典型测点加速度响应谱的特征分析以及对风向和风速对结构加速度和位移响应的影响的分析得到:看台以上挑篷中部的振动最强;风向对挑篷不同部分的振动幅值和参与振型有很大影响;挑篷的风致振动响应由多模态贡献。     

球面壳体表面风压分布特性风洞试验研究

球面壳体是工程中一种常用的屋面结构形式。本文通过刚性模型风洞试验,对不同场地类别下球面壳体表面风压分布进行了同步测量。根据测到的同步风压分布数据,对壳体表面风压场特性进行了分析,包括平均风压系数及脉动风压系数分布、脉动风压的自功率谱及互功率谱分布、风压场的本征正交分解特性、雷诺数对壳体表面风压分布的影响等。结果表明,球面壳体模型表面风压分布受雷诺数的影响明显,且模型的曲面特性使得由风场本征正交分解得到的前几阶特征模态对整个风压分布的贡献增大。该研究为这类结构在抗风分析中风荷载的确定及数值模拟提供试验依据。     

北京机场新塔台结构风洞试验研究

对首都机场新塔台结构的刚性模型和气动弹性模型进行了风洞试验研究 ,提出了考虑弗劳德数等一系列相似参数模拟的高耸塔台结构气动弹性模型的设计制作方法 ,获得了高耸塔台结构的风压分布规律及加速度风振响应特性     

弦弓式预应力柱面网壳结构风洞试验及风致效应研究

弦弓式预应力柱面网壳结构是一种新颖的结构形式,通过对网壳下部拉索施加预应力使结构成为自平衡体系,某火电厂干煤棚为弦弓式预应力柱面网壳结构在干煤棚结构中的首次应用,风荷载是其主要荷载之一,目前规范对该类网壳结构的体型系数未作明确规定,因此需要进行风洞试验来确定其体型系数,试验考虑了网壳周边环境的作用,严格模拟了规范规定的大气边界层风场,分析研究了网壳表面风压分布规律及其影响因素,给出了可供设计采用的体型系数,同时进行了风致效应的研究,研究表明,周边环境对网壳表面风压分布的影响较大而煤堆的影响较小,大气边界层风场中风速脉动导致的风压改变在设计时已不容忽视,风荷载对网壳下部预应力拉索应力起着卸载作用,各索的最大应力减少比例在20％左右。     

双坡低矮建筑风压系数的概率统计特性分析

基于低矮建筑表面风压测量风洞试验数据,分析了低矮建筑各部位风压系数的概率统计特征。分析结果显示,在迎风墙、屋盖上风区和侧墙上风区以及斜风时屋盖某些关键测点上,风压系数的偏度系数和峰度系数都严重偏离高斯过程对应值,表现出很强的非高斯性;在背风墙、屋盖下风区和侧墙下风区,尽管风压系数的偏度系数接近高斯过程对应值,但峰度系数仍然偏大,风压系数仍然是非高斯性的。将利用峰值因子法得到的模型各测点上的最不利正、负风压系数与直接观察法得到的结果进行了对比,结果表明,峰值因子法低估了墙面上的最不利正、负风压系数,低估了屋盖上的最不利负风压系数,但高估了屋盖上的正风压系数,估计误差率在-37%～+120%之间。     

大连市贝壳博物馆表面风压分布特性风洞试验研究

为了满足大连市贝壳博物馆的抗风安全需要,进行了刚性模型表面风压分布特性风洞试验研究。详细介绍了试验所采用的主要技术参数与基本的数据处理方法,给出了典型风向角下结构表面风压分布的等值线图和结构典型测点在不同风向角下的风压变化规律;分析了各风向角下绝对值最大的局部体型系数及其出现的位置,并将屋盖的局部体型系数与现行《建筑结构荷载规范》(GB 5009—2001)进行了对比。结果表明:屋面上表面的风荷载主要表现为负压,顶部迎风挑檐边缘较大,屋面的尾流区域较小或为正压。屋面两侧的悬挑部分及主入口处迎风时分布有大面积正压,以靠近拐角部分最大,且这部分屋面对风作用反应敏感,设计时应考虑体型系数的变号情况。     

风压沿建筑物横向变化对规则巨型框架结构变形的影响

大量风洞试验研究表明,风压沿建筑物横向的变化非常明显,呈抛物线形状分布,而现行的GB50009-2001<建筑结构荷载规范>对风荷载平均风压取值的简化计算标准,并未考虑这一影响.在风洞试验的基础上,通过对试验数据的数值分析和拟合,得出了风压系数沿建筑物横向变化的简化计算公式.算例研究表明,风压沿建筑物表面位置的横向变化对规则巨型框架结构变形的影响较大,在设计中应予以考虑.     

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。     

深圳机场T3航站楼风压特性研究

为了给结构(含围护结构)设计提供设计依据,介绍了超大跨度屋盖结构———深圳机场T3航站楼的模型风洞试验和数值模拟的主要结果。给出了屋面在典型工况下的分块体型系数(对应法向风压)和切向风荷载体型系数等值线,清楚地显示了屋面的风压分布特征,结果表明切向风荷载相对法向风荷载较小。同时考虑到作用在围护结构上脉动风压的相关性对极值风压的折减,分析了围护结构设计风荷载的折减因子。     

单跨双坡工业厂房平均风压试验研究

通过一系列不同外形尺寸的单跨双坡厂房刚性模型风洞测压试验,研究不同风向角下结构表面的平均风压系数,重点讨论建筑结构外形参数和风场条件对单跨厂房主体承重结构风压系数的影响。研究发现,主体结构框架梁屋面平均风压系数受高跨比和风向角影响很大,而基本不受纵跨比和风场类型的影响。框架梁屋面的负风压随着高跨比的增大而增大,但中部和端部框架梁屋面的风压特性有很大差异;中部框架梁屋面的负风压随着风向角的增大不断增大,端部框架梁屋面的风压随着风向角的变化也很显著,但缺乏很好的规律性。主体承重结构框架柱墙面的平均风压分布较为均匀,风压系数可直接按美国金属建筑结构手册选取。根据试验数据采用阻尼最小二乘算法拟合框架梁屋面风压分布公式。经验证,公式计算出的风压系数能良好地反映分布规律,且具有较好的精度,可以为荷载规范的修订和补充提供参考。     

复杂体型高层建筑幕墙的风荷载研究

基于广州某复杂体型高层建筑的风洞试验,分析了幕墙风荷载的平均风压与脉动风压的分布特性及影响平均风压与脉动风压相关性的因素,并按峰值因子统计方法结合风洞试验动态风荷裁时程数据,计算了用于玻璃幕墙设计的极值风压,讨论其适用性和规律性,所得结论对高层建筑幕墙抗风设计有一定的参考价值。