典型张拉膜结构风压分布特性数值分析
本文关键词: 张拉膜结构 风压分布 数值模拟 平均风压系数 分区体型系数 出处:《建筑结构学报》2016年S1期 论文类型:期刊论文
【摘要】:为研究典型张拉膜结构在风荷载作用下的受力特点,对鞍形、伞形、双跨脊谷式及拱支式4种张拉膜结构进行了系统的数值分析。基于雷诺时均法的k-kl-ω湍流模型对某一鞍形膜结构进行了数值分析,并将其结果与试验结果进行对比分析,验证了采用数值方法的准确性。对4种张拉膜结构进行数值模拟,分析了风向角、矢跨比、跨高比及跨度对结构平均风压分布的影响规律。结果表明:风向角对风压分布的影响最大,不同风向角下膜面最大风吸力出现的位置也不同,说明气流在屋盖前缘产生的漩涡脱落作用是影响屋面风荷载特性的主要因素;矢跨比的影响次之,迎风前缘的风压变化明显,其余区域变化较小。根据4种张拉膜结构的结构型式及风压分布特点将屋面分区,并依据本文的数值模拟结果给出了屋面各区域的风载体型系数,以期为工程设计提供参考。
[Abstract]:In order to study the stress characteristics of typical tensioned membrane structures under wind load, saddle and umbrella-shaped structures are studied. The numerical analysis of four kinds of tensioned membrane structures with double span ridges and arch supports is carried out. Based on the k-Kl- 蠅 turbulence model of Reynolds time average method, a saddle membrane structure is numerically analyzed. The results are compared with the experimental results, and the accuracy of the numerical method is verified. The wind direction angle and the rise-span ratio are analyzed by numerical simulation of four kinds of tensioned membrane structures. The effect of span height ratio and span on the average wind pressure distribution is studied. The results show that the wind direction angle has the greatest influence on the wind pressure distribution, and the location of the most windy suction under different wind direction angles is also different. It is concluded that the vortex shedding in the front edge of the roof is the main factor affecting the wind load characteristics of the roof. The effect of rise-to-span ratio is second, the wind pressure in the front edge of upwind is obvious, and the change in other regions is small. According to the structural types and wind pressure distribution characteristics of the four kinds of tension membrane structures, the roof is partitioned. According to the numerical simulation results of this paper, the wind carrier type coefficients of each area of roof are given, in order to provide reference for engineering design.
【作者单位】: 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点试验室;北京交通大学结构风工程与城市风环境北京市重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金重大研究计划集成项目(91215302)
【分类号】:TU38
【正文快照】: 0引言张拉膜结构是典型的风敏感结构,其风压分布不仅受大气湍流的影响,也受到自身曲面产生的涡流影响,因此有必要研究该类屋面结构的绕流特性。目前,研究结构风荷载分布的方法主要有:风洞试验及数值分析。风洞试验一般具有针对性,其结果不能通用于不同的结构型式。随着计算技
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本文编号:1468136
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