落地四坡房屋風壓分布特性及體型優(yōu)化研究.pdf

1、落地四坡的輕型房屋具有折疊方便、重復利用率高和機動性強等優(yōu)勢，因而在民用及軍事領(lǐng)域得到廣泛應用。由于房屋質(zhì)量輕且低矮，處于大氣邊界層中風速變化大和湍流度高的近地區(qū)域，屬于典型的風敏感房屋，所以在進行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計時風荷載是其控制荷載。而目前國內(nèi)外設(shè)計規(guī)范尚未給出落地四坡房屋的風荷載體型系數(shù)，因此抗風設(shè)計時僅能采用未計及體量變化的雙坡屋頂房屋在0°和90°風向角下的風荷載體型系數(shù)，更不能進行基于風壓分布特性的氣動外形設(shè)計，故開展落地四坡房屋

2、風壓分布特性及體型優(yōu)化研究具有理論意義及工程應用價值。
　　為研究落地四坡房屋的風壓分布特性和合理氣動外形，結(jié)合我國野營房屋目前使用情況和功能要求，設(shè)計出27種計算模型，基于流體動力學和大氣邊界層基本原理，采用流體動力學分析方法，運用FLUENT有限元分析軟件，結(jié)合風洞試驗結(jié)果，探討與分析網(wǎng)格類型及劃分方法、離散格式、計算方法及湍流模型等關(guān)鍵技術(shù)和參數(shù)，建立落地四坡房屋的數(shù)值風洞。以落地坡角、屋面坡角、高寬比和風向角為分析參數(shù)，運

3、用數(shù)值風洞分析與探討81種工況下房屋表面風壓分布特性，得到其表面風壓分布規(guī)律和風荷載體型系數(shù)。在此基礎(chǔ)上，以建筑體量與表面風壓分布之間的最優(yōu)分布關(guān)系作為優(yōu)化目標，分別以風荷載的體型系數(shù)標準差最小、各區(qū)域體型系數(shù)最值接近及差值相對變化幅度降低作為優(yōu)化計算指標，得到具有良好抗風性能的氣動外形（合理體型），分析表明經(jīng)優(yōu)化的氣動外形同初始外形各區(qū)域風荷載標準值比較顯著下降。
　　結(jié)果表明：在對落地四坡房屋表面風壓分布特性進行數(shù)值風洞分析的