大跨封閉式柱面屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性研究
發(fā)布時(shí)間:2022-12-23 19:52
大跨屋蓋結(jié)構(gòu)以其美觀的結(jié)構(gòu)形式、良好的受力特性受到廣泛青睞,由于該類結(jié)構(gòu)自身剛度低、質(zhì)量輕的特點(diǎn),使得其對風(fēng)荷載非常敏感。因此,科學(xué)把握結(jié)構(gòu)表面的風(fēng)荷載特性并合理確定結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載信息對于該類結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。隨著我國煤電事業(yè)的快速發(fā)展以及人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高,大跨柱面干煤棚這種大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)形式也逐步從開敞式轉(zhuǎn)變?yōu)榉忾]式,結(jié)構(gòu)形式改變,也使得結(jié)構(gòu)表面風(fēng)荷載發(fā)生變化。本文以封閉式干煤棚柱面屋蓋為工程背景,基于CFD數(shù)值模擬技術(shù),運(yùn)用ANSYS Flunet軟件完成對大跨封閉式柱面屋蓋結(jié)構(gòu)表面風(fēng)荷載分布特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究,主要包括:(1)以某電廠封閉式干煤棚柱面屋蓋結(jié)構(gòu)為背景,在數(shù)值風(fēng)洞中分別進(jìn)行幾何模型建立、計(jì)算網(wǎng)格劃分、數(shù)值模擬后處理設(shè)置以及數(shù)值模擬結(jié)果分析幾項(xiàng)工作。(2)通過不同風(fēng)向角下結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓系數(shù)和分塊體型系數(shù)變化規(guī)律,研究風(fēng)向角對該類大跨封閉式柱面屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性的影響。研究發(fā)現(xiàn),隨著風(fēng)向角的改變,柱面結(jié)構(gòu)大部分區(qū)域風(fēng)荷載分布發(fā)生顯著變化,柱面結(jié)構(gòu)所受風(fēng)荷載主要以風(fēng)吸作用為主;當(dāng)風(fēng)向角為0°時(shí)(風(fēng)向垂直于跨度方向),屋蓋結(jié)構(gòu)柱面前緣存在較大風(fēng)吸力,沿著風(fēng)向柱面所受風(fēng)吸...
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 大跨屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性研究方法
1.2.1 現(xiàn)場實(shí)測
1.2.2 風(fēng)洞試驗(yàn)
1.2.3 數(shù)值模擬
1.3 國內(nèi)外大跨屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性研究現(xiàn)狀
1.4 論文研究內(nèi)容
第二章 風(fēng)荷載數(shù)值模擬基本理論和基本方法
2.1 結(jié)構(gòu)風(fēng)特性
2.1.1 大氣邊界層基本理論
2.1.2 平均風(fēng)特性
2.1.3 脈動(dòng)風(fēng)特性
2.2 CFD基本理論
2.2.1 流體控制方程
2.2.2 湍流流動(dòng)數(shù)值模擬
2.2.3 雷諾平均模型
2.2.4 網(wǎng)格劃分技術(shù)
2.3 本章小結(jié)
第三章 大跨封閉式柱面屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載數(shù)值模擬關(guān)鍵技術(shù)
3.1 幾何模型建立
3.2 計(jì)算網(wǎng)格劃分
3.3 CFD數(shù)值模擬后處理設(shè)置
3.3.1 邊界條件設(shè)置
3.3.2 算法與湍流模型設(shè)置
3.3.3 數(shù)值模擬收斂性控制
3.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析
第四章 大跨封閉式柱面屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性數(shù)值模擬
4.1 風(fēng)向角的影響
4.1.1 風(fēng)向角規(guī)定
4.1.2 風(fēng)壓系數(shù)規(guī)定
4.1.3 不同風(fēng)向角下風(fēng)壓分布
4.1.4 不同風(fēng)向角下風(fēng)荷載體型系數(shù)
4.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響
4.2.1 矢跨比與長寬比定義
4.2.2 工況定義
4.2.3 不同矢跨比結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性
4.2.4 不同長寬比結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性
4.3 本章小結(jié)
第五章 大跨封閉式柱面屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載干擾效應(yīng)研究
5.1 干擾距離的影響
5.1.1 干擾距離定義
5.1.2 計(jì)算結(jié)果分析
5.2 干擾方式的影響
5.2.1 干擾布置方式定義
5.2.2 計(jì)算結(jié)果分析
5.3 干擾因子
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]某熱電廠大跨度干煤棚結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[J]. 郭云,陳輝,于海鳳. 建筑結(jié)構(gòu). 2015(17)
[2]干煤棚柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)多參數(shù)風(fēng)荷載試驗(yàn)研究[J]. 黃鵬,蘭志昆,顧明. 建筑結(jié)構(gòu). 2015(17)
[3]干煤棚柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載試驗(yàn)研究[J]. 黃鵬,顧明,葉孟洋. 建筑結(jié)構(gòu). 2011(S1)
[4]開敞式拱形波紋鋼屋蓋的風(fēng)壓分布及體型系數(shù)研究[J]. 賈永新,張勇,李斌. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2010(S2)
[5]建筑物表面風(fēng)壓以及風(fēng)場的數(shù)值模擬與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)研究[J]. 姜瑜君,劉輝志,張伯寅,朱鳳榮,梁彬,桑建國. 中國科學(xué)(D輯:地球科學(xué)). 2007(11)
[6]大跨度橢球屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)壓分布的風(fēng)洞試驗(yàn)和數(shù)值模擬[J]. 王振華,袁行飛,董石麟. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2007(09)
[7]結(jié)構(gòu)風(fēng)工程與抗風(fēng)研究的現(xiàn)狀與展望[J]. 張愉,史慶軒. 山西建筑. 2007(25)
[8]大跨度空間結(jié)構(gòu)抗風(fēng)分析的數(shù)值風(fēng)洞方法[J]. 馬駿,周岱,李華鋒,朱忠義,董石麟. 工程力學(xué). 2007(07)
[9]工業(yè)廠房自然通風(fēng)設(shè)計(jì)存在的問題及局限性[J]. 余季鳴,馬亞翔. 科技經(jīng)濟(jì)市場. 2007(06)
[10]大型體育場主看臺(tái)挑篷抗風(fēng)研究現(xiàn)狀及展望[J]. 朱川海,顧明. 空間結(jié)構(gòu). 2005(02)
博士論文
[1]大跨屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)和等效靜力風(fēng)荷載關(guān)鍵性問題研究[D]. 李玉學(xué).北京交通大學(xué) 2010
[2]復(fù)雜大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載特性及抗風(fēng)設(shè)計(jì)研究[D]. 方江生.同濟(jì)大學(xué) 2007
[3]薄膜結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)中的流固耦合效應(yīng)研究[D]. 孫曉穎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[4]膜結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的數(shù)值模擬研究[D]. 殷惠君.同濟(jì)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]大跨柱面屋蓋圍護(hù)結(jié)構(gòu)極值風(fēng)壓與設(shè)計(jì)風(fēng)荷載[D]. 楊成.北京交通大學(xué) 2014
[2]水泥工廠預(yù)均化庫屋蓋網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載體型系數(shù)研究[D]. 羅躍名.天津大學(xué) 2012
[3]某大型儲(chǔ)煤倉雙層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力及風(fēng)荷載效應(yīng)分析[D]. 劉軍.太原理工大學(xué) 2011
[4]空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載體型系數(shù)的數(shù)值研究[D]. 丁義平.上海交通大學(xué) 2009
本文編號(hào):3725329
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 大跨屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性研究方法
1.2.1 現(xiàn)場實(shí)測
1.2.2 風(fēng)洞試驗(yàn)
1.2.3 數(shù)值模擬
1.3 國內(nèi)外大跨屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性研究現(xiàn)狀
1.4 論文研究內(nèi)容
第二章 風(fēng)荷載數(shù)值模擬基本理論和基本方法
2.1 結(jié)構(gòu)風(fēng)特性
2.1.1 大氣邊界層基本理論
2.1.2 平均風(fēng)特性
2.1.3 脈動(dòng)風(fēng)特性
2.2 CFD基本理論
2.2.1 流體控制方程
2.2.2 湍流流動(dòng)數(shù)值模擬
2.2.3 雷諾平均模型
2.2.4 網(wǎng)格劃分技術(shù)
2.3 本章小結(jié)
第三章 大跨封閉式柱面屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載數(shù)值模擬關(guān)鍵技術(shù)
3.1 幾何模型建立
3.2 計(jì)算網(wǎng)格劃分
3.3 CFD數(shù)值模擬后處理設(shè)置
3.3.1 邊界條件設(shè)置
3.3.2 算法與湍流模型設(shè)置
3.3.3 數(shù)值模擬收斂性控制
3.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析
第四章 大跨封閉式柱面屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性數(shù)值模擬
4.1 風(fēng)向角的影響
4.1.1 風(fēng)向角規(guī)定
4.1.2 風(fēng)壓系數(shù)規(guī)定
4.1.3 不同風(fēng)向角下風(fēng)壓分布
4.1.4 不同風(fēng)向角下風(fēng)荷載體型系數(shù)
4.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響
4.2.1 矢跨比與長寬比定義
4.2.2 工況定義
4.2.3 不同矢跨比結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性
4.2.4 不同長寬比結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性
4.3 本章小結(jié)
第五章 大跨封閉式柱面屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載干擾效應(yīng)研究
5.1 干擾距離的影響
5.1.1 干擾距離定義
5.1.2 計(jì)算結(jié)果分析
5.2 干擾方式的影響
5.2.1 干擾布置方式定義
5.2.2 計(jì)算結(jié)果分析
5.3 干擾因子
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]某熱電廠大跨度干煤棚結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[J]. 郭云,陳輝,于海鳳. 建筑結(jié)構(gòu). 2015(17)
[2]干煤棚柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)多參數(shù)風(fēng)荷載試驗(yàn)研究[J]. 黃鵬,蘭志昆,顧明. 建筑結(jié)構(gòu). 2015(17)
[3]干煤棚柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載試驗(yàn)研究[J]. 黃鵬,顧明,葉孟洋. 建筑結(jié)構(gòu). 2011(S1)
[4]開敞式拱形波紋鋼屋蓋的風(fēng)壓分布及體型系數(shù)研究[J]. 賈永新,張勇,李斌. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2010(S2)
[5]建筑物表面風(fēng)壓以及風(fēng)場的數(shù)值模擬與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)研究[J]. 姜瑜君,劉輝志,張伯寅,朱鳳榮,梁彬,桑建國. 中國科學(xué)(D輯:地球科學(xué)). 2007(11)
[6]大跨度橢球屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)壓分布的風(fēng)洞試驗(yàn)和數(shù)值模擬[J]. 王振華,袁行飛,董石麟. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2007(09)
[7]結(jié)構(gòu)風(fēng)工程與抗風(fēng)研究的現(xiàn)狀與展望[J]. 張愉,史慶軒. 山西建筑. 2007(25)
[8]大跨度空間結(jié)構(gòu)抗風(fēng)分析的數(shù)值風(fēng)洞方法[J]. 馬駿,周岱,李華鋒,朱忠義,董石麟. 工程力學(xué). 2007(07)
[9]工業(yè)廠房自然通風(fēng)設(shè)計(jì)存在的問題及局限性[J]. 余季鳴,馬亞翔. 科技經(jīng)濟(jì)市場. 2007(06)
[10]大型體育場主看臺(tái)挑篷抗風(fēng)研究現(xiàn)狀及展望[J]. 朱川海,顧明. 空間結(jié)構(gòu). 2005(02)
博士論文
[1]大跨屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)和等效靜力風(fēng)荷載關(guān)鍵性問題研究[D]. 李玉學(xué).北京交通大學(xué) 2010
[2]復(fù)雜大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載特性及抗風(fēng)設(shè)計(jì)研究[D]. 方江生.同濟(jì)大學(xué) 2007
[3]薄膜結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)中的流固耦合效應(yīng)研究[D]. 孫曉穎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[4]膜結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的數(shù)值模擬研究[D]. 殷惠君.同濟(jì)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]大跨柱面屋蓋圍護(hù)結(jié)構(gòu)極值風(fēng)壓與設(shè)計(jì)風(fēng)荷載[D]. 楊成.北京交通大學(xué) 2014
[2]水泥工廠預(yù)均化庫屋蓋網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載體型系數(shù)研究[D]. 羅躍名.天津大學(xué) 2012
[3]某大型儲(chǔ)煤倉雙層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力及風(fēng)荷載效應(yīng)分析[D]. 劉軍.太原理工大學(xué) 2011
[4]空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載體型系數(shù)的數(shù)值研究[D]. 丁義平.上海交通大學(xué) 2009
本文編號(hào):3725329
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