体育场主看台大跨悬挑屋盖的风压特性与气动优化

来源 :浙江工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:linxiao13421
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大跨度结构凭借其独具特色的造型以及大空间、功能多样性等突出的优势,己广泛应用于现代建筑结构设计中。在众多具有大跨度的空间结构形式中,悬挑结构以其独特的建筑形式和覆盖功能,得到了十分广泛的应用,在体育场馆的建设中尤为常见。体育场主看台悬挑屋盖就是典型的大跨悬挑形式,具有跨度大、结构柔、重量轻等特点,是一种风敏感结构。为深入研究体育场主看台大跨悬挑屋盖表面的风荷载特性并给出合理的气动优化措施,本文主要进行了如下研究工作:(1)回顾了国内外对体育场主看台大跨悬挑屋盖的风压特性研究和抗风领域研究进展,根据建筑物钝体表面风压与周围风场之间数值模拟的基本理论和基本方程,通过数值模拟SSB模型与实测数据的对比分析,确定了以平均Navier-Stokes方程和RNG k-ε湍流模型为基础的数值计算方法。(2)基于上述数值模拟方法分析了独立主看台形式的悬挑屋盖在不同风向角作用下的风荷载特性,得到了0°风向角为最不利风向角的结论。在此最不利风向角的基础上,系统分析了屋盖倾角、悬挑长度、下方看台形式等不同参数对屋盖上、下表面风荷载特性的影响。此外,本文还分析了当屋盖上游存在副看台时对下游主看台屋盖表面风荷载的干扰效应。研究结果表明:相对于悬挑长度和下方看台形式对屋盖表面风荷载的影响,屋盖倾角影响程度较大,在实际工程中应尽量减小屋盖倾角;屋盖上游存在副看台时,其风致干扰效应减小了下游主看台的风荷载大小,对下游主看台屋盖的抗风有利。(3)在上述研究结果的基础上,从工程实用性的角度出发,探讨了屋盖前缘加设挡风板和屋盖前缘开槽这两种气动优化措施,并对挡风板位置及形式、开槽大小等关键参数进行了深入分析,得出一些实用化结论,为实际工程的抗风优化设计提供有益参考。
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