北京冬奥会延庆赛区风气候及场馆风效应分析

为保证北京冬奥会延庆赛区场馆建筑的抗风性能满足建筑设计要求，根据小海陀站、长虫沟站和西大庄科站等3个气象站的短期风速观测记录，采用超阈值的独立风暴法确定重现期风速；进行缩尺地形模型风洞试验，根据试验风速测量结果，建立气象站与场馆位置风速的空间变换关系，由气象站重现期风速，确定赛区场馆位置处的重现期基准风速、速压；结合风洞测压试验，以雪车雪橇赛道节段遮阳棚为例，分析围护构件外表面风压极值的分布情况。研究结果表明：超阈值的独立风暴法能够较好适用于短期风速观测记录的极值风速分析，且不同阈值的选取影响重现期风速的预测值；以高山滑雪场馆处的风速分析为例，场馆的出发区、结束区、集散区与相邻气象站的风速变换比值分别约为1.1、0.7、0.8;由雪车雪橇赛道节段遮阳棚的风压极值分析可知，遮阳棚围护构件外表面最大风压力分布较最大风吸力分布均匀，最大风压力系数为1.8,最大风吸力系数为2.8。     

奔赴“冰雪之约”

<正>建设国家速滑馆“冰丝带”历时1000多天,建设国家高山滑雪中心“雪飞燕”历时1200多天……随着北京市冬奥场馆和配套基础设施建设全面收官,经过北京冬奥会各国参赛选手的检验,负责30多项相关工程建设工作的北京城建集团再一次完成承建奥运工程的光荣使命,向全国人民交出了满意的答卷。国家高山滑雪项目被称作“冬奥会皇冠上的明珠”,位于北京冬奥会延庆赛区,依托小海坨山天然山形建设,设7条赛道,包括3条比赛雪道和4条训练雪道,涉及男女超级大回转、大回转、回转、滑降等11个滑雪比赛项目。     

北京冬奥会12个竞赛场地确定

<正>2015年7月31日傍晚,2022年冬奥会主办地结果揭晓,北京成功当选。北京冬奥会将分为北京城区、延庆、张家口3个赛区,主要场馆分布为:1北京城区国家游泳中心(水立方)将被用作冰壶比赛场地、国家体育馆将被用作冰球比赛场地、五棵松体育中心(现万事达中心)将被用作短道速滑比赛场地、首都体育馆用作花样滑冰比赛的场地、国家速滑馆(新建);2北京延庆县高山滑雪场地(新建)、雪车雪橇场地(新建);3河北张家口北     

一起向未来

一起向未来!Together for a Shared Future!这是2022年开年最火的一句话。2015年,国际奥委会第128次全会在吉隆坡投票选出2022年冬奥会举办城市--北京。这是中国继奥运会、残奥会、青奥会后,首次举办冬奥会及冬残奥会。北京成为全球首个荣获过冬、夏两季奥运会举办权的“双奥之城”。北京冬奥会共计3个赛区,分别是北京赛区、延庆赛区和张家口赛区。三个赛区合计有25个竞赛、非竞赛场馆,将进行8个大项、15个分项、102个小项的比赛。作为在确立了“双碳”目标之后举办的第一个国际体育赛事,北京冬奥组委全面落实“绿色、共享、开放、廉洁”的办奥理念。本届冬奥会不仅充分利用夏季奥运会场馆,在新建冬奥场馆时也全面满足绿色建筑三星级标准。其中,住房和城乡建设部科技与产业化发展中心组织开展绿色建筑技术服务的张家口赛区奥运村项目、张家口云顶滑雪公园项目以及太子城冰雪小镇会展酒店、文创商街、国宾山庄等配套项目均获得三星级绿色建筑标识。     

102＊80米煤棚网壳风压分布的风洞试验研究

本文进行了嘉兴发电厂干燥棚网壳结构风压分布的风洞试验研究，测定了不同风向，不同风速下网壳的，外表面的风压分布及风压差分布，分析了煤棚堆煤和不堆煤情况对风压分布的影响。比较了荷载规范对相近结构风压系数分布的取值，提出了供设计采用的风压分布系数。     

首钢滑雪大跳台正四面体模块化赛道转换设计研究

2022北京冬奥会带动了我国冰雪运动及场馆设施的快速发展,首钢滑雪大跳台是全球第一个城市中建成的永久跳台。根据单板滑雪大跳台赛道曲线和自由式滑雪空中技巧赛道曲线的特征,研究了赛道转换的可能性和各种转换方式;发明了一种正四面体模块及正四面体连接节点,提出了针对首钢滑雪大跳台的模块化赛道转换方式;通过首钢滑雪大跳台示范工程的建设,首次实现了单板滑雪大跳台和自由式滑雪空中技巧两项比赛的模块化转换及共享,大大降低了建设两条赛道的成本。模块化的赛道转换技术遵从了标准化、工业化的基本原则,具有易安装、适应性强、安全可靠、易储存的特点,也和当今建筑行业工业化的发展方向是一致的,具有继续拓展研发、推广应用于更多场景的价值。     

空冷支架结构挡风墙风压分布试验研究

空冷凝汽器支架结构是一种新型的工业建筑,该类结构抗风设计时有许多参数不很清楚,而我国现行荷载规范给定的风参数不能直接采用。结合空冷支架结构的特点,制作了1∶150的刚性模型,进行了风洞试验研究。详细介绍了空冷支架结构上部挡风墙表面平均风压的风洞试验结果及风洞试验数据处理方法,探讨了挡风墙风压分布规律的几个重要影响因素,所得结论对该类结构抗风设计有重要的指导意义。     

基于FLUENT的高校宿舍建筑风环境数值模拟研究——以长春市某高校为例

本文以FLUENT软件为工具,利用计算机数值模拟方法,对长春市某高校宿舍建筑方案中的室外风环境进行分析。通过生成风环境的风速、风压分布图,直观反映室外风环境中高风速、高风压及涡流的分布位置及具体数值,总结风环境存在的问题。采取优化建筑形体和布局形式、合理位置设置挡风墙和植被的方法改善局部高风速、高风压对使用者的影响,并将优化后的方案导入FLUENT软件生成风速、风压分布图。数据表明,通过优化,高风速、高风压的数值明显减弱,室外风环境得到有效改善。     

基于短期观测记录的重现期风速预测

在偏僻地区或山区建设重要建筑物、构筑物或桥梁时,通常在附近安装风速观测仪器,获得至少1年的短期风速记录。提出了根据短期风速记录预测指定重现期风速极值及风压方法,为结构抗风设计提供了科学依据。提出独立风暴法提取短期风速记录的最大值,建立极值I型概率分布模型,采用最好线性无偏估计方法确定概率分布参数。依据短期风速最大值概率与年风速最大值概率的变换关系,建立年发生最大值的概率分布及重现期风速、风压的表达式。算例结果表明,重现期风速预测值的离散性与风速阈值有关,在预测值离散系数较小的情况下可确定重现期风速及其置信区间。     

宁波国际会展中心风洞试验研究

利用风洞试验对宁波国际会展中心的大跨度屋盖及建筑外墙在各种风向角下的风压分布情况进行了测试 ,考察了展厅在开门与闭门时风压的变化情况、不同风速对建筑表面风压系数的影响以及相邻建筑对屋盖风荷载的影响等     

某体育场气弹模型风洞试验研究

大跨度体育场屋盖是风敏感性结构,由于气动弹性模型的设计和制作存在较大难度,所以此类结构的气弹模型风洞试验研究较少。以一实际体育场为对象,成功设计并制作了其结构的气动弹性模型,并对其进行了风洞试验,测试了该大跨屋盖结构的气动位移响应随风向角和风速的变化关系。此外,试验还对该气弹模型布置了测压点,对比了气弹模型测压与刚性模型测压结果的区别。结果表明:该大跨度屋盖结构最大位移发生在垂直于来流的位置;结构响应随风速增大而增大,而且风速越大增长率也越高;气弹模型测压对平均风压系数影响不大,但是屋盖的脉动风压系数相比刚性模型测压会增大。     

考虑极值风速方向性的围护结构设计风荷载概率估计方法研究

对于围护结构的设计风荷载（一定重现期的极值风压）,目前工程上普遍采用最不利值方法进行估算,这类方法不符合概率统计意义。只有统筹考虑极值风速和极值风压系数的随机性、方向性及相关性才能给出较为准确的设计风荷载。为此,提出一种全面考虑极值风速和极值风压系数随机性和方向性的围护结构设计风荷载概率估计方法。首先,提出了极值风压计算所需的三个要素,即各风向的极值风速分布、Cook-Mayne极值风压系数和风向相关性;然后,通过极值风压的概率分布理论分析,给出一个以上述三要素为输入的计算过程简便实用的围护结构风荷载估算公式;最后,以上海地区一栋高层建筑为例,通过与工程上常用最不利值方法相比,验证了本文方法的精确性和实用性。     

柬埔寨国家体育场风荷载设计研究

柬埔寨国家体育场项目属于索膜结构,对风荷载影响敏感。但柬埔寨目前没有健全的国家工程设计规范体系,风荷载取值也没有明确的标准依据。首先对金边国际机场(VDPP)近20年风速风向等气象资料进行整理,分析其概率分布特征,总结其风速风向特点。结果表明,VDPP数据在各个风向上大风出现的概率基本在1%以下,大概率区间处在0°和180°风向角附近,年最大风速主要集中在南北向。其次对不同重现期的风速,以年最大极值风速为样本,采用独立风暴法对本项目基本风压进行研究,结合周边国家的规范,给出建议基本风压:10年重现期取0. 4kPa; 50年重现期取0. 45kPa; 100年重现期取0. 5kPa。然后利用风洞试验对结构进行分析,得到风压系数,并给出典型风向角下结构表面和墙面的风压分布云图和不同风向角下的极值风压,得出体育场屋面极值风压的变化范围为-1. 5～0. 9kPa、墙面的极值风压的变化范围为-0. 8～1. 4kPa。最后对结构进行风振响应分析,得到结构的等效静力风荷载。同时还利用数值风洞对外墙开洞率及罩棚仰角进行优化,确定了外墙最优开洞率60%和罩棚仰角14°。     

高层建筑风载体型系数的试验初探

介绍了建筑物动态风压风洞试验的方法和结果,探讨了利用试验获得的风压系数求解高层建筑风荷载和风载体型系数的过程和方法,并经工程实例验证准确可行,有助于建筑设计与施工人员利用动态风压风洞试验结果较为方便地计算高层建筑整体结构风荷载。     

山林场馆·生态冬奥——北京冬奥会延庆赛区规划、场馆及基础设施设计综述

对北京冬奥会最具场地和体育挑战性的赛区——延庆赛区的赛区概况、工作模式、核心理念、总体布局、可持续设计、竞赛场馆、非竞赛场馆和基础设施等全方面设计工作进行了综述,着重强调延庆赛区规划、场馆及基础设施设计中可持续性关键技术的研发和应用,体现出"山林场馆·生态冬奥"的核心设计理念,展现了自然与人工互成相生的中国文化精神.     

北京冬奥首钢滑雪大跳台全流程可持续利用关键技术

聚焦竞技滑雪跳台钢结构体系和关键技术创新基础研究,紧密结合国家发展战略对冰雪竞技比赛体育设施的重大需求,通过产-学-研-用的研发模式,对跳台的选址规划、构件材料、结构建造、坡度设计、雪道检测、功能转化等进行了系统的创新,创建了工业遗产环境下新型赛道设施设计方法和技术体系,成功地完成了世界首例滑雪大跳台永久竞赛设施设计,实现了与工业遗产的完美结合;基于新型特殊性能钢材的大型构件高精度装配建造技术,实现了钢材耐腐蚀性能提升,赛道装配率100%,工期缩短近30%,赛道主体钢结构建造精度达到毫米级;赛时赛道的精准维护与控制技术,首次在国际上实现赛事运营状态下毫米级的赛道基准面控制及厘米级的赛道雪面控制;竞技类跳跃项目的赛道转换与人因分析的场馆全季利用技术,在国际上首次实现了世界杯及以上级别该类项目的赛事赛道结构48小时内转换。该项目成功应用于北京2022冬奥会首钢滑雪大跳台中心项目建设及赛后利用,积极回应了科学办赛理念与奥林匹克可持续诉求,支撑我国运动员在首钢滑雪大跳台2金成绩的取得,为北京冬奥会的顺利举行作出了突出贡献,得到了国际奥委会、国际跳台滑雪等国际组织的高度评价。     

不同风向下某多层建筑表面风压数值模拟

针对单体多层无开洞建筑房屋开展了CFD数值模拟表面风压研究,采用ICEM软件建立风场数值计算模型,采用雷诺应力湍流模型、UDF自定义风速入口函数以及一阶迎风函数来定义离散控制方程的对流项,对建筑房屋模型在7个不同风向角的风速作用下的表面风压系数进行了分析。得出建筑房屋迎风面和背风面在不同风向角作用下风压系数分布规律的区别,同时验证了数值模拟结果与相关风洞试验结果趋势一致,数值基本接近。针对串列布置两栋房屋的表面风压相互干扰效应开展CFD数值模拟,定量与定性地分析不同风向下的风致干扰效应对目标房屋与施扰房屋不同位置表面风压的影响。其结果对建筑房屋表面风压的分布规律研究具有参考意义。     

球形屋面风压系数风洞试验研究

对5个小矢跨比球形屋面进行了刚性模型测压风洞试验,研究其平均风压系数和风压极值分布,并与中国、日本和美国规范进行了对比。试验结果表明:矢跨比对球形屋面平均风压系数的分布影响显著,当矢跨比较大时,迎风区出现正压,最大负压出现在屋面顶部;而当矢跨比较小时,整个屋面均为负压,最大负压分别出现在屋面迎风前缘和屋面顶部,且常常前者幅值大于后者。各国规范与风洞试验的对比结果表明:对于屋面大部分区域,中国规范的规定值总体偏于保守,对小矢跨比球形屋面的迎风区域负压值估计不足;球形屋面出现较大的负压极值风压系数,极值风压系数在屋面的大部分中间区域的变化梯度小,而在屋面边缘位置的变化梯度大。基于风洞试验结果,给出了屋面分区平均风压系数和极值风压系数建议值。     

洞口设置对高层建筑静力风荷载的影响研究

本文对涉及两种开洞率、三种不同开洞位置和全封闭(无洞口)的八个高层建筑刚性模型的表面平均风压分布进行了风洞试验研究,并与计算流体动力学(CFD)大型商业软件Fluent6.0的计算结果进行了对比分析。结果表明,开洞建筑平均风压的减少主要是受荷面积减少引起的,但其减少的比率大于开洞率。此外,借助Fluent6.0对不同开洞率情况下的建筑模型进行了大量算例分析,得到了中部开洞建筑模型的平均风压系数相对值和基底弯矩系数相对值与开洞率之间的相关方程;探讨了底部开洞建筑模型洞内平均风速的增大效应与洞口大小、来流方向之间的关系。分析表明,在最不利来流风向角情况下,洞中最大平均风速可超过建筑模型顶部的远处来流风速,应引起建筑风环境设计者的关注。     

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。