加層建筑及大跨度屋蓋靜力風(fēng)載數(shù)值模擬研究.pdf

1、采用鋼結(jié)構(gòu)輕型屋面系統(tǒng)的建筑與其它類型屋面體系的建筑在抵抗風(fēng)荷載作用上有較大的不同，這類建筑受局部風(fēng)作用的影響較大。大量實際風(fēng)災(zāi)調(diào)查結(jié)果表明，大型現(xiàn)代建筑在風(fēng)作用下整體被破壞的例子并不多見，但其局部表面飾物脫落或屋面局部被掀開以致整個屋面遭受風(fēng)荷載破壞的例子卻時有發(fā)生。尤其是受到大風(fēng)、臺風(fēng)襲擊致使整個屋面遭受風(fēng)荷載破壞事例更多，這就需要采用鋼結(jié)構(gòu)輕型屋面系統(tǒng)的建筑在抗風(fēng)性能上給予更多的重視，同時也給當(dāng)前結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計計算提出了新的課題。

2、 由于風(fēng)流經(jīng)大跨度屋面結(jié)構(gòu)時會產(chǎn)生復(fù)雜的氣流分離和再附著，因而大跨度屋蓋表面的風(fēng)壓分布較為復(fù)雜，從迎風(fēng)前沿區(qū)域到尾部的風(fēng)壓變化梯度很大，這使得僅僅采用一個體型系數(shù)很難反映屋面的風(fēng)荷載。而采用CFD數(shù)值模擬能夠較精確模擬地模擬各類屋面系統(tǒng)的風(fēng)壓分布，給出大跨度屋面抗風(fēng)計算所需的必要參數(shù)，為這類建筑的抗風(fēng)設(shè)計提供了重要的技術(shù)手段。 在實際生產(chǎn)、生活中由于部分已建建筑不滿足需求，而限于現(xiàn)有土地資源等各種因素的限制不能再建新的建筑

3、，部分業(yè)主就在已有的多層建筑上增建一層。為了減小對原有建筑物的不利影響，采用了輕型鋼結(jié)構(gòu)是較好的選擇。增建層一般都在五層或六層上面，而現(xiàn)有的規(guī)范、規(guī)程中有關(guān)風(fēng)荷載的規(guī)定均未對此做出說明，設(shè)計單位及專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)公司在設(shè)計和施工時大多以新建部分在地面或增加計算高度來計算風(fēng)荷載。這一做法明顯不符合實際情況，當(dāng)前對于這種加層建筑的風(fēng)荷載計算方法問題還沒有受到有關(guān)部門的重視?；谝陨洗耍饕M行了以下幾方面工作： 1．本文利用CFD數(shù)值模擬

4、技術(shù)對原有房屋加層輕鋼結(jié)構(gòu)屋面的風(fēng)壓分布及風(fēng)荷載取值進行研究。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，本文針對加層輕型房屋屋面風(fēng)荷載的計算，對規(guī)范計算方法做了修正，提出新的計算公式。對于屋面每個分區(qū)給出了新的風(fēng)壓系數(shù)。 2．本文以鄭州大上海步行街中心廣場的膜結(jié)構(gòu)屋蓋為例，探討采用CFD數(shù)值模擬技術(shù)模擬大跨度屋蓋風(fēng)荷載作用的可行性。 3．流動分離、內(nèi)外壓共同作用和屋面結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動力效應(yīng)是導(dǎo)致屋面破壞的主要原因，由于在本文的研究中所建立