外凸式矩形高层建筑风压研究

外凸式矩形高层建筑风压研究

论文摘要

针对外凸式矩形高层建筑结构外形复杂且其风荷载值无法通过建筑荷载规范直接获得的情况,以丝绸之路世界贸易中心外凸式矩形高层建筑为研究对象,通过风洞试验获得其风荷载值,并与规范给出的矩形结构体型系数进行对比,总结外凸式矩形建筑结构风荷载规律。基于Fluent软件,选用不同湍流模型,对外凸式矩形高层建筑进行数值模拟,并将计算结果与风洞试验结果进行比较,验证数值模拟方法的可行性。结果表明:该高层建筑迎风面的体型系数与规范接近;背风面底部区域的体型系数比规范值大约70%,其他区域与规范值接近;侧面体型系数均大于规范值,且最大负压出现在侧面;对于外凸式矩形高层建筑结构,外凸结构风压较相邻区域增大,凹进结构的风压较相邻区域减小;体型系数沿高度方向变化较大,凸出结构为迎风面时,其下方相邻区域体型系数比规范值小近50%;数值计算结果与试验数据整体趋势基本一致;Realizable k-ε模型的数值模拟结果要优于Standard k-ε模型;对于矩形高层建筑,凸出结构为迎风面时,其相邻上部区域和背风面下部区域风荷载不仅受凸出结构的影响,而且还受到凸出结构宽度的影响,其对体型系数的影响幅度为±20%之间。

论文目录

  • 0 引 言
  • 1 风洞试验
  •   1.1 试验概况
  •   1.2 试验工况与测点布置
  •   1.3 试验结果处理与分析
  •     1.3.1 试验数据处理
  •     1.3.2 试验数据分析
  • 2 数值模拟
  •   2.1 控制方程
  •   2.2 计算域与网格划分
  •   2.3 边界条件与计算求解
  •   2.4 计算结果分析
  •     2.4.1 表面风压分析
  •     2.4.2 流场分析
  • 3 外凸结构对矩形高层建筑风荷载的影响
  • 4 结 语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 何晗欣,张亮亮,杨鹏瑞,高亮

    关键词: 外凸式高层建筑,体型系数,风洞试验,数值模拟

    来源: 建筑科学与工程学报 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 建筑科学与工程

    单位: 西安建筑科技大学土木工程学院,山西省交通科学研究院有限公司,长安大学公路大型结构安全教育部工程中心,西安理工大学土木建筑工程学院

    基金: 陕西省教育厅专项科研项目(17JK0441),陕西省自然科学基础研究基金青年人才项目(2017JQ5079)

    分类号: TU973.213

    DOI: 10.19815/j.jace.2019.06.009

    页码: 72-79

    总页数: 8

    文件大小: 3832K

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