大跨封闭式柱面屋盖结构风荷载特性研究
发布时间：2022-12-23 19:52
大跨屋盖结构以其美观的结构形式、良好的受力特性受到广泛青睐,由于该类结构自身刚度低、质量轻的特点,使得其对风荷载非常敏感。因此,科学把握结构表面的风荷载特性并合理确定结构风荷载信息对于该类结构的抗风设计非常关键。随着我国煤电事业的快速发展以及人们环保意识的不断提高,大跨柱面干煤棚这种大跨度屋盖结构形式也逐步从开敞式转变为封闭式,结构形式改变,也使得结构表面风荷载发生变化。本文以封闭式干煤棚柱面屋盖为工程背景,基于CFD数值模拟技术,运用ANSYS Flunet软件完成对大跨封闭式柱面屋盖结构表面风荷载分布特性进行了系统研究,主要包括:（1）以某电厂封闭式干煤棚柱面屋盖结构为背景,在数值风洞中分别进行几何模型建立、计算网格划分、数值模拟后处理设置以及数值模拟结果分析几项工作。（2）通过不同风向角下结构表面风压系数和分块体型系数变化规律,研究风向角对该类大跨封闭式柱面屋盖结构风荷载特性的影响。研究发现,随着风向角的改变,柱面结构大部分区域风荷载分布发生显著变化,柱面结构所受风荷载主要以风吸作用为主;当风向角为0°时（风向垂直于跨度方向）,屋盖结构柱面前缘存在较大风吸力,沿着风向柱面所受风吸...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 大跨屋盖结构风荷载特性研究方法
1.2.1 现场实测
1.2.2 风洞试验
1.2.3 数值模拟
1.3 国内外大跨屋盖结构风荷载特性研究现状
1.4 论文研究内容
第二章 风荷载数值模拟基本理论和基本方法
2.1 结构风特性
2.1.1 大气边界层基本理论
2.1.2 平均风特性
2.1.3 脉动风特性
2.2 CFD基本理论
2.2.1 流体控制方程
2.2.2 湍流流动数值模拟
2.2.3 雷诺平均模型
2.2.4 网格划分技术
2.3 本章小结
第三章 大跨封闭式柱面屋盖结构风荷载数值模拟关键技术
3.1 几何模型建立
3.2 计算网格划分
3.3 CFD数值模拟后处理设置
3.3.1 边界条件设置
3.3.2 算法与湍流模型设置
3.3.3 数值模拟收敛性控制
3.4 数值计算结果分析
第四章 大跨封闭式柱面屋盖结构风荷载特性数值模拟
4.1 风向角的影响
4.1.1 风向角规定
4.1.2 风压系数规定
4.1.3 不同风向角下风压分布
4.1.4 不同风向角下风荷载体型系数
4.2 结构参数的影响
4.2.1 矢跨比与长宽比定义
4.2.2 工况定义
4.2.3 不同矢跨比结构风荷载特性
4.2.4 不同长宽比结构风荷载特性
4.3 本章小结
第五章 大跨封闭式柱面屋盖结构风荷载干扰效应研究
5.1 干扰距离的影响
5.1.1 干扰距离定义
5.1.2 计算结果分析
5.2 干扰方式的影响
5.2.1 干扰布置方式定义
5.2.2 计算结果分析
5.3 干扰因子
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]某热电厂大跨度干煤棚结构设计与分析[J]. 郭云,陈辉,于海凤. 建筑结构. 2015(17)
[2]干煤棚柱面网壳结构多参数风荷载试验研究[J]. 黄鹏,兰志昆,顾明. 建筑结构. 2015(17)
[3]干煤棚柱面网壳结构风荷载试验研究[J]. 黄鹏,顾明,叶孟洋. 建筑结构. 2011(S1)
[4]开敞式拱形波纹钢屋盖的风压分布及体型系数研究[J]. 贾永新,张勇,李斌. 建筑结构学报. 2010(S2)
[5]建筑物表面风压以及风场的数值模拟与风洞实验研究[J]. 姜瑜君,刘辉志,张伯寅,朱凤荣,梁彬,桑建国. 中国科学（D辑:地球科学）. 2007(11)
[6]大跨度椭球屋盖结构风压分布的风洞试验和数值模拟[J]. 王振华,袁行飞,董石麟. 浙江大学学报(工学版). 2007(09)
[7]结构风工程与抗风研究的现状与展望[J]. 张愉,史庆轩. 山西建筑. 2007(25)
[8]大跨度空间结构抗风分析的数值风洞方法[J]. 马骏,周岱,李华锋,朱忠义,董石麟. 工程力学. 2007(07)
[9]工业厂房自然通风设计存在的问题及局限性[J]. 余季鸣,马亚翔. 科技经济市场. 2007(06)
[10]大型体育场主看台挑篷抗风研究现状及展望[J]. 朱川海,顾明. 空间结构. 2005(02)
博士论文
[1]大跨屋盖结构风振响应和等效静力风荷载关键性问题研究[D]. 李玉学.北京交通大学 2010
[2]复杂大跨度屋盖结构的风荷载特性及抗风设计研究[D]. 方江生.同济大学 2007
[3]薄膜结构风振响应中的流固耦合效应研究[D]. 孙晓颖.哈尔滨工业大学 2007
[4]膜结构风荷载的数值模拟研究[D]. 殷惠君.同济大学 2006
硕士论文
[1]大跨柱面屋盖围护结构极值风压与设计风荷载[D]. 杨成.北京交通大学 2014
[2]水泥工厂预均化库屋盖网壳结构风荷载体型系数研究[D]. 罗跃名.天津大学 2012
[3]某大型储煤仓双层柱面网壳结构的温度应力及风荷载效应分析[D]. 刘军.太原理工大学 2011
[4]空间网壳结构风荷载体型系数的数值研究[D]. 丁义平.上海交通大学 2009
本文编号：3725329
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 大跨屋盖结构风荷载特性研究方法
1.2.1 现场实测
1.2.2 风洞试验
1.2.3 数值模拟
1.3 国内外大跨屋盖结构风荷载特性研究现状
1.4 论文研究内容
第二章 风荷载数值模拟基本理论和基本方法
2.1 结构风特性
2.1.1 大气边界层基本理论
2.1.2 平均风特性
2.1.3 脉动风特性
2.2 CFD基本理论
2.2.1 流体控制方程
2.2.2 湍流流动数值模拟
2.2.3 雷诺平均模型
2.2.4 网格划分技术
2.3 本章小结
第三章 大跨封闭式柱面屋盖结构风荷载数值模拟关键技术
3.1 几何模型建立
3.2 计算网格划分
3.3 CFD数值模拟后处理设置
3.3.1 边界条件设置
3.3.2 算法与湍流模型设置
3.3.3 数值模拟收敛性控制
3.4 数值计算结果分析
第四章 大跨封闭式柱面屋盖结构风荷载特性数值模拟
4.1 风向角的影响
4.1.1 风向角规定
4.1.2 风压系数规定
4.1.3 不同风向角下风压分布
4.1.4 不同风向角下风荷载体型系数
4.2 结构参数的影响
4.2.1 矢跨比与长宽比定义
4.2.2 工况定义
4.2.3 不同矢跨比结构风荷载特性
4.2.4 不同长宽比结构风荷载特性
4.3 本章小结
第五章 大跨封闭式柱面屋盖结构风荷载干扰效应研究
5.1 干扰距离的影响
5.1.1 干扰距离定义
5.1.2 计算结果分析
5.2 干扰方式的影响
5.2.1 干扰布置方式定义
5.2.2 计算结果分析
5.3 干扰因子
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]某热电厂大跨度干煤棚结构设计与分析[J]. 郭云,陈辉,于海凤. 建筑结构. 2015(17)
[2]干煤棚柱面网壳结构多参数风荷载试验研究[J]. 黄鹏,兰志昆,顾明. 建筑结构. 2015(17)
[3]干煤棚柱面网壳结构风荷载试验研究[J]. 黄鹏,顾明,叶孟洋. 建筑结构. 2011(S1)
[4]开敞式拱形波纹钢屋盖的风压分布及体型系数研究[J]. 贾永新,张勇,李斌. 建筑结构学报. 2010(S2)
[5]建筑物表面风压以及风场的数值模拟与风洞实验研究[J]. 姜瑜君,刘辉志,张伯寅,朱凤荣,梁彬,桑建国. 中国科学（D辑:地球科学）. 2007(11)
[6]大跨度椭球屋盖结构风压分布的风洞试验和数值模拟[J]. 王振华,袁行飞,董石麟. 浙江大学学报(工学版). 2007(09)
[7]结构风工程与抗风研究的现状与展望[J]. 张愉,史庆轩. 山西建筑. 2007(25)
[8]大跨度空间结构抗风分析的数值风洞方法[J]. 马骏,周岱,李华锋,朱忠义,董石麟. 工程力学. 2007(07)
[9]工业厂房自然通风设计存在的问题及局限性[J]. 余季鸣,马亚翔. 科技经济市场. 2007(06)
[10]大型体育场主看台挑篷抗风研究现状及展望[J]. 朱川海,顾明. 空间结构. 2005(02)
博士论文
[1]大跨屋盖结构风振响应和等效静力风荷载关键性问题研究[D]. 李玉学.北京交通大学 2010
[2]复杂大跨度屋盖结构的风荷载特性及抗风设计研究[D]. 方江生.同济大学 2007
[3]薄膜结构风振响应中的流固耦合效应研究[D]. 孙晓颖.哈尔滨工业大学 2007
[4]膜结构风荷载的数值模拟研究[D]. 殷惠君.同济大学 2006
硕士论文
[1]大跨柱面屋盖围护结构极值风压与设计风荷载[D]. 杨成.北京交通大学 2014
[2]水泥工厂预均化库屋盖网壳结构风荷载体型系数研究[D]. 罗跃名.天津大学 2012
[3]某大型储煤仓双层柱面网壳结构的温度应力及风荷载效应分析[D]. 刘军.太原理工大学 2011
[4]空间网壳结构风荷载体型系数的数值研究[D]. 丁义平.上海交通大学 2009
本文编号：3725329
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/3725329.html
