大跨屋蓋結構風效應的風洞試驗與原型實測

大跨屋蓋結構位移風振系數研究——以株洲體育中心大跨屋蓋結構為背景，基于剛性模型測壓試驗的脈動風荷載時程，通過有限元方法在時域內對大跨屋蓋結構進行了分析，研究了不同情況下結構的位移風振系數及其變化規(guī)律，并與荷載風振系數進行了比較．結果表明：與荷...

周邊高層建筑可能對大跨屋蓋結構表面的風荷載產生較大影響。施擾建筑相對位置對屋蓋總體受力和局部受力都會產生干擾效應,通過對施擾建筑處于不同干擾位置對大跨屋蓋結構干擾效應的研究,得出施擾建筑的最不利干擾位置。

由于壁面的存在，風洞試驗模擬的流場與真實大氣的自由流場存在差別．在特定情況下，阻塞效應將對流場和建筑風荷載產生嚴重影響，導致風洞試驗數據產生較大誤差．然而，當前結構風工程研究人員對阻塞效應的認識尚且不足．首先，簡要介紹了阻塞效應的機理，并歸納了阻塞效應對流場和建筑風荷載的影響．然后，總結了阻塞效應的影響因素（來流特性，建筑的外形、數量和布置方式等），回顧了涉及試驗和數值模擬的阻塞效應修正方法，并列出了重要文獻中對阻塞比的規(guī)定．最后，提出了今后值得研究的方向．

大跨屋蓋結構風荷載的數值模擬研究——以株洲體育中心大跨屋蓋結構為背景，采用cfd數值模擬方法，模擬了大跨屋蓋表面風荷載，并與大跨屋蓋結構風振時程響應進行了分析比較．結果表明：采用cfd方法模擬的大跨屋蓋結構表面平均風荷載與風洞試驗結果比較接近，說明...

大跨屋蓋結構風致振動的時程分析方法研究——以株洲體育中心大跨屋蓋為背景，基于剛性模型測壓試驗的脈動風荷載時程，以大型通用有限元分析軟件ansys為平臺，采用編程和軟件接口，進行了大跨屋蓋結構風振響應時程分析計算．研究表明：風洞試驗所得的脈動風荷載...

釀成災難。欠即可造福于人類，也可以使人們辛勤的勞動戍果毀于 ，使其熟悉肖防技術規(guī)范，按照規(guī)范施工；并要定期通報施工 度認真負責，才能做好建筑消防設旋工程質量工作。

通過風洞測力試驗,研究了不同沙濃度和風速條件下風沙對低矮建筑整體受力的影響。研究結果表明:和凈風工況相比,風沙對低矮建筑整體受力有著較大影響。風沙對低矮建筑平均基底剪力系數有著明顯的增大作用,且沙濃度越大,增大的越明顯。而對于脈動基底剪力系數的影響,除了與沙濃度有關之外,還與指示風速有關。當風速較小時,風沙增大了試驗房的脈動效應,而當風速較大時,風沙減小了試驗房的脈動效應。

橋梁應具有抵抗風作用的能力,特別是大跨度橋梁,其柔性較大,設計時必須考慮顫振、抖振、渦激振動等空氣動力問題,通過抗風設計、風洞試驗、抗風措施來確定橋梁風荷載和抗風性能是大跨度柔性橋梁抗風研究的主要手段。

分析了某高層建筑的多通道同步測壓風洞試驗。利用隨機振動理論計算了結構等效靜力風荷載,分析了風荷載隨風向的變化關系,計算了結構頂部峰值加速度響應,對居住者舒適度進行了評價。

對低層雙坡屋面和四坡屋面建筑進行了風洞試驗研究,考慮了屋面形式、屋面坡度、來流方向和挑檐長度等不同因素對屋面風壓分布的影響,分析了屋面平均和脈動風壓系數的分布特性。結果表明,0°風向角(來流垂直吹向屋脊)、屋面坡度為30°時,迎風屋面屋檐及屋脊附近形成較高負壓,迎風屋面風壓系數呈環(huán)狀分布;屋面坡度為15°時,迎風屋面風壓系數呈階梯狀分布。屋面體型系數受風向角、屋面坡度和屋面形式的影響較大:0°風向角、雙坡屋面模型中,15°屋面坡度迎風屋面體型系數為30°屋面坡度的2.76倍;四坡屋面模型中,15°屋面坡度迎風屋面體型系數為30°屋面坡度的2.28倍;背風屋面體型系數受屋面坡度的影響較小;0°和45°風向角下,對于15°和30°屋面坡度,當屋面坡度相同,屋面形式由雙坡改為四坡時,迎風屋面的體型系數絕對值有所增大,屋面更容易受力破壞,但對背風屋面的影響較小。

規(guī)范所提供的風荷載遠遠不能滿足現代復雜建筑結構的抗風設計要求,必須進行風洞試驗.對不同結構類型及部位(如高層結構、大跨屋蓋、玻璃幕墻等)所需要的風洞試驗資料及風荷載參數都是不同的,簡單地提供建筑物的抗風設計參數不能滿足各結構物和維護體系設計的需要.本文切合實際結構,建立了面向各類結構物各抗風設計階段的風洞試驗方法.

對自行研制的一船用空氣推進導管螺旋槳系統的導管和槳后整流支架的空氣動力學性能在試驗雷諾數范圍進行了風洞模型試驗研究。研究結果表明,導管和槳后整流支架明顯改善了系統的空氣動力學性能,螺旋槳系統的推力系數和效率都有較明顯提高,螺旋槳系統的原地靜推力和倒車性能也得到很大改善。

基于單體高層建筑模型的尾流面積法,提出了適用于群體高層建筑模型風洞試驗阻塞效應的修正方法.給出了群體建筑的流場模式和基本假定,推導了修正公式,將尾流面積法的適用范圍推廣到同時布置兩個或多個建筑的阻塞效應的修正.利用均勻流中典型周邊布置方案的等高雙建筑和等高三建筑的風洞試驗結果進行參數擬合,并在不同工況下驗證了修正方法.該方法可在較高精度范圍內滿足工程項目的需要.

基于單體高層建筑模型的尾流面積法，提出了適用于群體高層建筑模型風洞試驗阻塞效應的修正方法．給出了群體建筑的流場模式和基本假定，推導了修正公式，將尾流面積法的適用范圍推廣到同時布置兩個或多個建筑的阻塞效應的修正．利用均勻流中典型周邊布置方案的等高雙建筑和等高三建筑的風洞試驗結果進行參數擬合，并在不同工況下驗證了修正方法．該方法可在較高精度范圍內滿足工程項目的需要．

進行了榆林機場航站樓的測壓風洞試驗,研究了建筑物各墻面存在開孔較大且不均勻時所造成的內部壓力改變對建筑物體型系數的影響,并通過與《建筑結構荷載規(guī)范》gb50009-2001中關于體型系數、內部壓力系數規(guī)定的比較,提出了關于風荷載體型系數的幾點修訂建議。

目前超高層建筑結構風振分析常采用的是規(guī)范的簡化理論方法和基于風洞試驗方法頻域方法,隨著結構體型的復雜化或周邊建筑對風場有明顯干擾時,進行結構風振時程分析是更為簡單直接有效的方法。本文通過編程實現生成風洞試驗中風荷載時程數據并導入有限元分析軟件進行結構的時程分析,獲得整體結構位移、內力以及加速度時程等重要數據,為規(guī)范方法不適用的超高層建筑結構風振響應分析及舒適度評估提供了可行的方法。

利用開路式風洞系統和sympatec激光粒度儀測試了參考噴頭的霧譜尺寸以此作為噴頭霧譜等級的依據。對扇形霧噴頭在不同壓力、風速、噴頭與激光粒度儀距離情況下的霧滴粒徑、數量和范圍進行了試驗。試驗結果表明,壓力、風速、噴頭與激光粒度儀之間距離的增大,都導致扇形霧噴頭的霧滴體積中徑變小,尺寸小于150μm的霧滴占全部霧滴體積的百分比變大,增加了農藥脫靶飄移的可能性,同時壓力和風速的增大都導致部分噴頭的霧譜等級降低。為了保證激光粒度儀對霧滴粒徑測試結果的可靠性,可以使用風洞試驗和調整噴頭與激光粒度儀的距離,來減小因細小霧滴通過激光束過程中速度迅速衰減而對測量結果帶來的影響。

以220kv角鋼輸電塔為研究對象,設計制作了1∶2.5的大比例剛性節(jié)段模型,在均勻湍流場中進行同步測壓風洞試驗,獲得了輸電塔主材、斜材和輔材桿件的風壓分布規(guī)律和體型系數沿桿件展長的分布.歸納了風荷載對塔身各桿件的作用特點以及體型系數隨風向角的變化規(guī)律.對于角鋼桿件,當角鋼內角迎風時,阻力系數與升力系數均較大,桿件處于雙向受力狀態(tài).對整塔段的體型系數進行了試驗值和國內外規(guī)范取值的對比.結果表明:按我國規(guī)范取值偏小,試驗值與國外規(guī)范取值接近.

隨著高聳結構的日益高大和輕柔化,由紊流風引起的結構抖振響應問題顯得格外重要。通過靜力三分力試驗及氣動彈性模型試驗兩種不同的途徑分別實現高聳結構時域內的抖振分析,并以算例分析證明兩種方法的可靠性,明確不同途徑工作的難點所在,有利于設計者更好地選用合適的分析途徑。

隨著高聳結構日益高大和輕柔化,由紊流風引起的結構抖振響應顯得更為重要。介紹如何通過靜力三分力試驗及氣動彈性模型試驗兩種不同途徑分別實現高聳結構時域內的抖振分析。以算例分析結果證明兩種方法都是可靠的。

大跨度索膜屋蓋結構的風振系數研究——索膜屋蓋結構重量輕、柔度大、阻尼小，風荷載成為外力作用的主要因素。在索膜結構設計中，風振系數成為確定結構風荷載的主要參數。本文首先討論了風振響應統計量與風振系數的概念，然后提出采用非線性有限元分析與人t神經...

基于一棟立面上有多個開洞的矩形截面超高層建筑的剛性模型表面壓力測量風洞試驗結果,分析了矩形截面超高層建筑在長邊立面上不同開洞工況下建筑各表面平均風壓系數和最不利風壓系數的變化規(guī)律。試驗結果表明:當建筑長邊迎風時,開洞使得背風面洞口附近的平均風壓系數絕對值增大,但迎風面上的平均風壓系數變化很小;當建筑短邊迎風時,開洞對洞口附近的平均風壓系數和最不利正風壓系數均只有微弱影響,但對其最不利負風壓系數卻有很大影響,特別是中部開洞,將使其周圍的最不利負風壓系數增大一倍以上;開洞對短邊立面上的最不利風壓系數不產生明顯的影響。為有結構開洞的高層建筑洞口附近的圍護結構設計提供了參考數據。