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大跨度结构的表面风荷载分析及其数值模拟研究

雷勇波  
【摘要】:大跨度屋盖结构因为轻巧美观的造型和广阔的无内柱空间,越来越多的用在展览馆、大型体育场馆、机场等,而这类结构多采用轻质材料,其质量轻、柔性大、阻尼小、自振频率低和体型复杂,对风荷载的作用非常敏感,风荷载已成为其结构设计的主要控制荷载,如何准确的预测这类结构的风荷载对整个结构的设计至关重要。 本文从工程实际出发,在阅读大量文献的基础上,建立了数值模拟的基本理论和基本方程,再分析了深圳市民中心模型的表面风压分布情况,讨论了它的表面风压分布特点;然后对一大跨度悬挑方型屋盖采用了基于雷诺时均方程的标准k-ε模型和雷诺应力模型(RSM)湍流模型进行了数值模拟,并与风洞实验相对应的不同风向角,不同工况的结果进行了分析比较,验证了数值模拟的有效性和准确性,成功的将风洞实验在计算机中得到了很好的实现;同时在分析数值模拟,风洞实验的基础上,总结归纳了这类结构的表面风压分布规律,为这类结构的规范的制定和抗风研究与设计提供了参考。


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