不同体型低矮平屋面平均风荷载的数值模拟

【摘要】：我国东南沿海地区风灾频发,导致大量低矮建筑破坏,并带来严重的生命财产损失。利用CFD数值模拟技术对东南沿海广泛分布的低矮平屋面建筑进行屋面风荷载特性研究,有助于了解不同体型参数对风荷载分布规律的影响,并寻求利于建筑抗风的体型参数,为该地区低矮建筑抗风设计提供参考依据。本文利用数值模拟技术开展相关研究工作。首先选用六种湍流模型对Silsoe Cube模型进行表面风荷载数值模拟,并将模拟结果与现场实测结果以及风洞试验结果进行对比,验证数值模拟低矮建筑风荷载的可行性,并给出湍流模型选择建议。选取不同风向角、长宽比、高宽比、挑檐长度、女儿墙高度共56个工况模型分析低矮平屋面建筑屋面风荷载分布特征,分析屋面平均风压系数随长宽比、高宽比、挑檐长度、女儿墙高度等参数变化规律,整理出不同长宽比平屋面分区体型系数,最后综合高宽比、挑檐长度、女儿墙高度等体型参数,得到不同体型低矮平屋面分区体型系数调整公式和调整系数,给东南沿海地区低矮平屋面建筑抗风设计提供参考。研究结果表明,低矮平屋面平均风压系数随长宽比和高宽比的增大而增大。通过设置挑檐可以有效减小平屋面平均风压系数,但挑檐长度的变化对屋面平均风压系数的大小影响不明显。通过设置女儿墙也可以减小平屋面平均风压系数,尤其是屋面迎风前缘处负压减小较明显。