高压户内直流场建筑屋盖设计体型系数研究

户内直流场建筑属于重要的大跨度结构,几何尺寸变化多样,体型系数的确定是合理结构设计的前提。首先结合风洞试验与CFD数值模拟技术分析户内直流场建筑屋面的风荷载特性,研究了不同长宽比、高跨比下屋盖表面的平均风压系数分布。通过参数分析发现,随着长宽比增大,屋面受到的风吸力增大,而高跨比对屋面风荷载特性的影响则不明显。为了方便工程设计,对户内直流场建筑表面进行分区,给出典型风向角下不同长宽比屋盖的分区体型系数,可供设计提供依据。     

杭州萧山国际机场T4航站楼主楼屋盖风荷载的风洞试验与数值模拟研究

综合采用风洞试验和计算流体动力学(简称CFD)数值模拟方法,对萧山国际机场T4航站楼主楼屋盖表面风荷载进行了分析研究.首先,分析了屋盖表面典型位置的平均风压系数和脉动风压系数随风向角的变化规律,进而研究了具有较大平均和脉动风压系数的75°和270°风向角下,屋盖短轴中心位置和边缘位置截面测点平均风压系数随位置的变化情况;然后,研究了典型风向角下屋盖表面体型系数等值线云图,并给出了用于屋盖结构抗风设计的分块体型系数;最后,结合CFD数值模拟所得屋盖周围流场,分析了屋盖风荷载作用机理.结果 表明,来流在屋盖迎风边缘位置存在较为明显的流动分离现象,屋盖总体上处于流动分离区,导致屋盖总体表现为受到向上的风吸力作用;屋盖迎风边缘位置流动分离更为显著,因此该位置的风吸力也最大,比较容易引起屋盖的局部受风破坏.     

大跨度拱桥箱梁静力三分力系数研究

大跨度桥梁一般具有轻柔、纤细以及对风作用敏感等特点,其抗风性能分析往往是桥梁设计阶段需重点考虑的因素之一.文章以西南峡谷地区某大跨度拱桥为例,分别采用基于计算流体动力学(下文简称CFD)的数值模拟和风洞试验的方法求解箱型主梁的静力三分力系数,并对比分析两种方法所得结果.结果表明:基于CFD数值模拟的结果与风洞试验的结果...     

球面网壳风压分布特性的数值模拟研究

基于Reynolds时均Navier-Stokes方程,采用剪切应力输运(SST)k-ω湍流模型,对球面网壳结构在不同工况下的屋盖风压进行了数值模拟计算。首先,采用数值模拟计算落地球面网壳屋盖体型系数,并与文献风洞试验结果进行对比发现吻合较好,验证了本文计算方法和湍流模型参数选取的合理性。然后,基于数值模拟方法研究不同矢跨比时球面网壳屋盖体型系数分布情况。结果表明:随着矢跨比的增加,屋面顶部风吸力峰值增大,而迎风面与背风面风吸力减小,且逐渐变为正压力。研究结果可为该类屋盖的抗风设计提供参考。     

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。     

紊流风特性参数对矩形结构表面平均风荷载的影响

为了得到风特性参数变化对结构表面风压分布的影响规律,在风洞中采用格栅紊流,分别形成了紊流强度相同但积分尺度不同与积分尺度相同但紊流强度不同的几种局部紊流风场,以此来研究紊流风特性参数对矩形结构表面风压分布规律的影响,并给出了考虑这些影响的修正公式。结果表明:紊流强度增大会使矩形结构表面正压区体型系数增大,负压区体型系数绝对值减小;正压区风压变化规律与结构尺度无关,负压区体型系数除了受来流紊流强度影响外,还存在明显的尺度效应;紊流积分尺度增大会使矩形结构表面体型系数绝对值也增大,但不同区域变化幅度没有规律,很难进行统一修正。     

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.     

空冷支架结构冷凝器表面风载体型系数研究

空冷支架结构属电厂新型结构体系,结构体形相对复杂,下部为大直径混凝土管柱群,上部为设置挡风墙的空间平台,平台支撑着冷却设备。目前,仅DL 5022—2012《火力发电厂土建结构设计技术规程》给出了挡风墙的体型系数,其他部位风参数取值国家规范尚未涉及。由于平台上部A型布置的冷凝器属多孔透气构造,其表面风载体型系数取值无参考可言,抗风设计时有的风参数取值甚至不合理。通过刚性模型风洞试验及数值模拟,研究了冷凝器表面风压分布规律,获取了不同工况下冷凝器表面的风载体型系数,为空冷支架结构抗风设计提供基础资料。     

基于抗风设计的折叠网壳房屋外形优化研究

为改善复杂体型折叠网壳房屋的抗风性能,使其在风荷载作用下具有合理外形,基于计算流体动力学(CFD)的基本理论,运用FLUENT软件进行数值模拟,与风洞试验数据对比验证,探讨与分析轻型折叠网壳房屋的合理数值风洞,包括边界条件、计算域尺寸、网格划分方式、离散格式、求解算法、湍流模型等基本参数和技术的确定。按照《空间网格结构技术规程》(JGJ 7—2010)与野营房屋使用功能要求,以矢跨比、端门倾角、端门高为尺寸参数,设计出28种建筑体型,以0°,30°,45°,60°,90°风向角为分析参数进行140种工况的数值模拟,得出轻型折叠网壳房屋不同体型表面风压分布特性与风荷载体型系数。在此基础上以风压分布最均匀与体型系数标准差最小为优化目标,对轻型折叠网壳房屋进行基于抗风设计的体型优化分析,得到抗风性能良好的合理外形。结果表明,经优化的外形可有效化解房屋表面的不利风压分布,极大提高折叠网壳的抗风性能。     

安装过程中风吸力对大跨加劲钢桁桥的影响

在大跨钢桁桥的安装过程中,为缩短工期,桥面板和钢桁梁常同时施工,这将导致风吸力对桥面板产生影响,从而影响安装过程中含大跨悬臂梁的加劲钢桁桥的抗风性能,因为风吸力与自重共同作用会增大结构响应。然而,现有规范和研究都没有考虑这种影响,故需研究风吸力对安装过程中加劲钢桁桥的抗风静力性能的影响。以世界最长的拱加劲钢桁桥为模型,进行2个风洞试验:高频底座天平试验和同步多点压力传感系统试验。基于试验结果,建立2个净压力系数以确定风吸力。通过确定安装过程中风吸力对桥梁的影响,建立了考虑风吸力的有限元模型。