臺風作用下懸掛網殼風荷載特性的數值模擬.pdf

1、大跨度拱支索拉懸掛網殼造型新穎、結構復雜，網殼完全懸空設計使得其對風荷載非常敏感。目前國內外對大跨度屋蓋的抗風研究，大都針對一般網架、封閉式網殼及懸挑結構這幾種結構，而針對這種完全懸掛網殼結構的風壓分布情況研究還很少。臺風是一種頻發(fā)的自然災害，尤其是沿海城市區(qū)域其所造成的損失為所有自然災害之首。拱支索拉組合網殼結構在強風襲擊時可能導致嚴重的風致?lián)p壞，不同的風向角、風攻角等因素的改變也可能對其產生較大影響。建筑結構荷載規(guī)范中目前還沒有針對

2、完全懸掛網殼結構風荷載的相關條文，參考類似的結構又不能準確描述懸掛網殼實際的風荷載情況。所以，對在臺風工況下的懸掛網殼結構表面風荷載分布情況及外界各種因素對其產生的影響研究非常必要，能夠對以后此類結構的設計階段提供更加具體的依據，從而使結構安全系數更高。
　　基于臺風的性質，總結目前大跨度空間結構抗風特性的研究現狀和結構風荷載的幾種研究手段及優(yōu)缺點，闡述了風工程數值模擬的理論基礎及方法。基于這些理論和方法，依靠流體力學分析軟件Fl

3、uent，選用對鈍體繞流有較好效果的SSTk-ω湍流物理模型，對某復雜大型比基尼廣場懸掛屋蓋進行了在臺風作用下的風荷載分布特性研究，研究了懸掛網殼在不同來流風向角和不同風攻角作用時網殼上下表面的風壓變化情況，分析給出每種工況下網殼風壓系數分布圖及結構的風荷載敏感區(qū)域。結果表明，風向角、風攻角的變化對非規(guī)則懸掛屋蓋表面的風壓影響很大。分析了該懸掛網殼在田浦湍流強度、石沅湍流強度及常規(guī)湍流強度下懸掛網殼的風荷載分布情況，并將三種湍流強度的模

4、擬結果作對比，得到三種湍流強度均能較好的模擬臺風風場。
　　在分析懸掛網殼在不同來流工況時結構表面風壓分布規(guī)律基礎上，還對此懸掛網殼周邊環(huán)境因素的變化對其表面風壓分布情況的影響進行了研究。同樣的軟件參數設置，對不同環(huán)境因素工況下網殼表面的風壓分布情況進行了研究。研究了懸掛網殼在圍護結構、所處地勢高度變化、周邊建筑物干擾及自身拱梁的影響四種因素影響時，結構表面的風壓分布情況，將不同工況下模擬得出的結果作對比。研究表明，懸掛網殼在有圍