大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)計(jì)算與實(shí)現(xiàn).pdf

1、風(fēng)荷對(duì)于建筑物來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)非常重要的荷載，是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵的一部分。隨著大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的人量出現(xiàn)，風(fēng)荷載也扮演著越來(lái)越重要的作用，某些情況下甚至成為設(shè)計(jì)的控制荷載。因此如何去確定建筑物表面的的風(fēng)壓分布規(guī)律，以便進(jìn)一步研究風(fēng)對(duì)結(jié)構(gòu)的作用就顯得越來(lái)越重要。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)在風(fēng)工程中的應(yīng)用為風(fēng)荷載研究提供了一個(gè)新的、有別于風(fēng)洞試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的研究手段，具有設(shè)計(jì)周期短、試驗(yàn)費(fèi)用低、承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)小等突出優(yōu)勢(shì)，有著十分廣闊的發(fā)展前景。該方

2、法是應(yīng)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)技術(shù)在計(jì)算機(jī)上模擬建筑結(jié)構(gòu)周?chē)L(fēng)場(chǎng)的變化，并求解結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓的一種結(jié)構(gòu)風(fēng)工程研究方法。 風(fēng)繞建筑物流動(dòng)可看作鈍體繞流，它的控制方程可采用不可壓縮粘性流體運(yùn)動(dòng)的Navier-Stokes方程和連續(xù)性方程。對(duì)流動(dòng)問(wèn)題方程的離散，通常是有限單元方法，有限差分法和有限體積法。本文采用的離散方法是有限單元方法，研究的對(duì)象是二維大跨度剛性屋蓋模型的繞流流場(chǎng)，對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行求解，來(lái)確定屋蓋表面的風(fēng)壓分布和大小，屬于

3、風(fēng)引起結(jié)構(gòu)作用力的范疇。從不可壓縮粘性流體流動(dòng)的基本方程出發(fā)，選取速度一壓力基本變量式對(duì)繞流流場(chǎng)進(jìn)行耦合直接求解，為消除因?qū)α黜?xiàng)和不可壓縮性引發(fā)的數(shù)值振蕩，采用速度、壓力不等階混合插值模式，并嘗試編制了求解器的計(jì)算程序，借助于ADINA軟件的前后處理程序，應(yīng)用簡(jiǎn)單算例驗(yàn)證了該求解器程序的『F確性和可行性。然后選取了門(mén)式剛架平屋面、坡屋面和旋轉(zhuǎn)殼頂屋面作為算例對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算，得到屋面表面的風(fēng)壓分前J_J情況，分析了模型的高跨比、坡度、矢