超高層雙塔建筑風(fēng)荷載及風(fēng)致干擾效應(yīng)數(shù)值模擬研究.pdf

1、風(fēng)荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計需要考慮的重要荷載之一，對于高層、大跨、高聳等結(jié)構(gòu)，風(fēng)荷載甚至可能成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制荷載。對于一些體型復(fù)雜、高度超限、有嚴(yán)重干擾等風(fēng)荷載難以確定的建筑結(jié)構(gòu)，目前主要通過風(fēng)洞實驗預(yù)測其風(fēng)荷載分布。隨著近年來鈍體空氣動力學(xué)的發(fā)展，數(shù)值模擬已經(jīng)可以比較準(zhǔn)確的計算建筑工程中的風(fēng)工程問題，現(xiàn)如今已經(jīng)成為風(fēng)洞實驗的重要輔助手段應(yīng)用于結(jié)構(gòu)風(fēng)工程。相比風(fēng)洞實驗，數(shù)值模擬成本更低、效率更高，數(shù)值模擬可以更加準(zhǔn)確的模擬邊界條件，可以對建筑表

2、面風(fēng)荷載和周圍風(fēng)場進(jìn)行全尺寸全過程模擬，并得到各個物理量的連續(xù)分布信息，擁有更加廣泛的運(yùn)用空間。
　　本文基于 FLUENT14.5軟件平臺對結(jié)構(gòu)風(fēng)工程的數(shù)值模擬研究主要集中在以下幾個方面：
　　①對數(shù)值模擬方法進(jìn)行研究。本文基于FLUENT14.5軟件平臺對國際上通用的CAARC標(biāo)準(zhǔn)高層建筑模型進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，并且通過對比數(shù)值模擬的結(jié)果與TJ-2風(fēng)洞實驗數(shù)據(jù)分析了覆面網(wǎng)格、壁面函數(shù)、離散格式、湍流模型、來流風(fēng)向角對數(shù)值

3、模擬結(jié)果的影響。為數(shù)值模擬參數(shù)選取提供依據(jù)，并且驗證數(shù)值模擬方法的可行性。
　?、诓捎脭?shù)值模擬研究沙坪壩綜合交通樞紐工程中超高層雙子樓的風(fēng)荷載分布及風(fēng)致干擾效應(yīng)。對建筑周圍流場、建筑表面風(fēng)壓分布進(jìn)行了定性分析。從代表高度測點(diǎn)的風(fēng)壓、體型系數(shù)、基底彎矩三個角度對雙塔之間的相互干擾效應(yīng)進(jìn)行了比較詳細(xì)的分析。將無干擾時的壁面風(fēng)力、順風(fēng)向彎矩與采用規(guī)范方法的計算值進(jìn)行對比，驗證了計算結(jié)果的可靠性。結(jié)果表明：雙塔之間的干擾主要為串列布置時的

4、遮擋效應(yīng)和并列時的狹道效應(yīng)，狹道兩側(cè)的建筑壁面的局部負(fù)壓增加了一倍，體型系數(shù)的干擾因子達(dá)到1.45。雙塔相互干擾對建筑其它壁面的體型系數(shù)和基底彎矩取值的影響不大，干擾因子在1.1以下。雙塔并列時受力極為不利，基底扭矩和繞X軸的基底彎矩同時出現(xiàn)最大值，同時繞Y軸的基底彎矩也不為0。
　?、蹖ι称簤尉C合交通樞紐工程中的超高層雙子樓以及周邊建筑群進(jìn)行數(shù)值模擬，給出了不同風(fēng)向角下的建筑表面風(fēng)壓分布。重點(diǎn)分析了在風(fēng)致干擾作用下，建筑最不利受