【摘要】：風(fēng)荷載是結(jié)構(gòu)的重要設(shè)計(jì)荷載，特別是對(duì)于高聳結(jié)構(gòu)（如煙囪、塔架、桅桿等）、高層建筑、大跨度橋梁、冷卻塔、屋蓋等，有時(shí)甚至起決定性的作用，因而抗風(fēng)設(shè)計(jì)是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要課題。對(duì)于一些無(wú)法通過(guò)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》來(lái)確定其相應(yīng)的體型系數(shù)和表面風(fēng)壓分布且由于條件的限制無(wú)法進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)的體型復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，此時(shí)通過(guò)數(shù)值模擬的方法來(lái)確定這些體型復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)的體型系數(shù)和表面風(fēng)壓具有重要的工程和現(xiàn)實(shí)意義。 本文基于CFX軟件計(jì)算平臺(tái)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的平均風(fēng)荷載進(jìn)行了數(shù)值模擬，主要包括以下幾方面的內(nèi)容： （1）選取國(guó)際上通用的擁用簡(jiǎn)單幾何形狀的CAARC（Commonwealth AdvisoryAeronautical Research Council）標(biāo)準(zhǔn)高層建筑模型來(lái)對(duì)數(shù)值模擬的一些影響參數(shù)進(jìn)行研究，并將數(shù)值模擬的計(jì)算結(jié)果和同濟(jì)大學(xué)TJ-2風(fēng)洞試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，分析的數(shù)值模擬的影響因素有雷諾數(shù)、湍流模型、網(wǎng)格粗細(xì)、網(wǎng)格類型和風(fēng)向角，最后對(duì)CAARC標(biāo)準(zhǔn)高層建筑模型的體型系數(shù)作了簡(jiǎn)單的計(jì)算和分析。通過(guò)這一系列的模擬分析，驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法可適用于實(shí)際工程中。 （2）對(duì)某高層雙塔樓風(fēng)荷載進(jìn)行了數(shù)值模擬，并與風(fēng)洞試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，再次驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法可適用于實(shí)際工程。除了對(duì)平均風(fēng)壓系數(shù)和風(fēng)荷載體型系數(shù)進(jìn)行分析之外，也對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)的流場(chǎng)進(jìn)行了分析。最后還對(duì)該高層雙塔樓的2#塔樓表面風(fēng)壓干擾效應(yīng)也作了分析。 （3）用數(shù)值模擬的方法對(duì)某雙向曲面屋蓋的平均風(fēng)壓系數(shù)進(jìn)行模擬，采用的是SST湍流模型，共計(jì)算了WINDX+、WINDX-、WINDY+和WINDY-四種工況角下的風(fēng)壓分布情況，并與規(guī)范給出的簡(jiǎn)化數(shù)值作了簡(jiǎn)單的對(duì)比分析。從平均風(fēng)壓的分布發(fā)現(xiàn)，，屋蓋的懸挑部分是風(fēng)荷載較為敏感的部位，因此該部分在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)特別注意。
[Abstract]:Wind load is an important design load of structures, especially for high-rise structures (such as chimneys, towers, masts, etc.), high-rise buildings, long-span bridges, cooling towers, roofs, etc., sometimes even plays a decisive role, so wind-resistant design is an important topic in engineering structure design. For some complex structures whose body size coefficient and surface wind pressure distribution can not be determined by the load Code of Building structure and the wind tunnel test can not be carried out due to the limitation of conditions, it is of great engineering and practical significance to determine the shape coefficient and surface wind pressure of these complex building structures by numerical simulation. In this paper, based on the CFX software calculation platform, the numerical simulation of the average wind load of the building structure is carried out, which mainly includes the following aspects: (1) some influence parameters of the numerical simulation are studied by selecting the CAARC (Commonwealth AdvisoryAeronautical Research Council) standard high-rise building model with simple geometric shape, which is widely used in the world. The numerical simulation results are compared with those of TJ-2 wind tunnel test in Tongji University. The influencing factors of numerical simulation are Reynolds number, turbulence model, grid thickness, grid type and wind direction angle. Finally, the shape coefficient of CAARC standard high-rise building model is simply calculated and analyzed. Through this series of simulation analysis, it is verified that the numerical simulation method can be applied to practical engineering. (2) the wind load of a high-rise double-tower building is simulated and compared with the results of wind tunnel test. It is verified that the numerical simulation method is suitable for practical engineering. In addition to the analysis of the average wind pressure coefficient and the wind load carrier type coefficient, the flow field of the actual structure is also analyzed. Finally, the surface wind pressure interference effect of the 2 # tower of the high-rise double tower is also analyzed. (3) the average wind pressure coefficient of a bidirectional curved roof is simulated by numerical simulation method. The SST turbulence model is used to calculate the wind pressure distribution at the angles of WINDX, WINDX-,WINDY and WINDY-, and the results are compared with the simplified values given in the code. From the distribution of average wind pressure, it is found that the overhanging part of the roof is a sensitive part of the wind load, so this part should pay special attention to the structural design.
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU312.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2504325