結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載數(shù)值模擬研究演示文稿

結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載數(shù)值模擬研究演示文稿現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四（優(yōu)選）結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載數(shù)值模擬研究現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四第一章CFD的應(yīng)用范圍

計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)在建筑工程中的應(yīng)用主要涉及以下幾個(gè)方面：1、建筑防火：規(guī)范依據(jù)：標(biāo)準(zhǔn)火條件，結(jié)構(gòu)的真實(shí)耐火極限與約束條件、荷載、空間位置及實(shí)際火災(zāi)特性等有關(guān)。火場(chǎng)模擬、大跨結(jié)構(gòu)）2、建筑滅火：涉及熱、煙的輸運(yùn)和擴(kuò)散，燃燒化學(xué)反應(yīng)過(guò)程等，多相流問(wèn)題；工程中用于優(yōu)化滅火噴頭的設(shè)計(jì)，以便產(chǎn)生滅火效果較好的水霧。3、采暖與通風(fēng)4、建筑風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)：峽谷效應(yīng)對(duì)行人的影響等。5、結(jié)構(gòu)所受風(fēng)荷載分析與研究現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四

1、空氣無(wú)時(shí)不與我們同在，空氣的流動(dòng)就是我們通常所說(shuō)的風(fēng)。風(fēng)對(duì)處于其中的結(jié)構(gòu)均存在荷載作用。對(duì)于超高層建筑，風(fēng)載效應(yīng)可達(dá)總效應(yīng)的50％以上。

2、風(fēng)工程的研究方法包括現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、實(shí)驗(yàn)室模擬(主要是風(fēng)洞模擬)和理論分析（包括數(shù)值計(jì)算）。當(dāng)前主要的研究手段仍為實(shí)驗(yàn)室模擬。

3、目前，風(fēng)洞試驗(yàn)面臨著很多困難:(1)縮尺模型，一般比例在1:200~1:1000之間,較小構(gòu)件的風(fēng)載效應(yīng)也無(wú)法正確得到;(2)在研究對(duì)雷諾數(shù)敏感的結(jié)構(gòu)風(fēng)載特性時(shí)面臨困難（如有切角的塔狀結(jié)構(gòu)）；(3)正確模擬結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特征是項(xiàng)艱難的工作。與風(fēng)洞試驗(yàn)相比;(4)實(shí)踐中不可能針對(duì)每個(gè)方案都進(jìn)行風(fēng)洞模擬試驗(yàn);(5)不能對(duì)結(jié)構(gòu)在罕遇風(fēng)暴作用下的特性作出恰當(dāng)?shù)拿枋?；現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四簡(jiǎn)介計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)在風(fēng)工程中的的應(yīng)用為風(fēng)荷載的研究提供了一個(gè)新的、有別于風(fēng)洞試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的研究手段。課題以基于CFD技術(shù)的軟件Fluent6.0為依托，采用可以考慮雷諾應(yīng)力方向性影響的、具有較高精度和通用性的雷諾應(yīng)力方程湍流模型(RSM),對(duì)獨(dú)柱支承廣告牌和開(kāi)洞高層建筑結(jié)構(gòu)等的靜力風(fēng)荷載進(jìn)行了大量的數(shù)值模擬研究。現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四日本NEC大廈臺(tái)灣高雄銀行開(kāi)洞建筑工程實(shí)例現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四新加坡IBM大廈南斯拉夫貝爾格萊德GenexTower現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四風(fēng)工程簡(jiǎn)史1889年GustafuEiffel是將假設(shè)的風(fēng)荷載作用于結(jié)構(gòu)上。

二十世紀(jì)初，空氣動(dòng)力學(xué)得以創(chuàng)立。1940年塔科馬窄橋(TacomaNarrowBridge)事件。4.六十年代中期，出現(xiàn)了模擬大氣邊界層氣流的結(jié)構(gòu)風(fēng)工程專(zhuān)用風(fēng)洞。5.1974年，theJournalofWindEngineering創(chuàng)刊。

6.1975年成立“國(guó)際風(fēng)工程協(xié)會(huì)”(InternationalAssociationforWindEngineering，簡(jiǎn)稱(chēng)IAWE)

。7.第8屆ICWE(1991)上幾篇CFD論文得以入選論文集。8.國(guó)內(nèi)對(duì)風(fēng)工程的研究起步相對(duì)較晚。現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四CFD所依賴(lài)的控制方程在數(shù)學(xué)上為一組偏微分方程；幾乎只能通過(guò)數(shù)值方法得到工程實(shí)際問(wèn)題的解答。2.計(jì)算一般必須湍流模型。3.數(shù)值計(jì)算特點(diǎn)：（1）計(jì)算節(jié)點(diǎn)和單元數(shù)量巨大。（2）必須采用迭代算法求解。（3）求解方法與問(wèn)題的具體特點(diǎn)密切相關(guān)。

4.CFD的應(yīng)用還僅限于對(duì)流場(chǎng)平均特性的描述。CFD數(shù)值模擬的特點(diǎn)現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四CFD應(yīng)用舉例1997年Selvam等采用LES對(duì)得克薩斯科學(xué)研究建筑進(jìn)行了數(shù)值分析研究，分析采用了三種不同的來(lái)流條件，結(jié)果表明對(duì)平均值的預(yù)測(cè)與實(shí)測(cè)結(jié)果均吻合較好，但對(duì)峰值壓力，只有根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)生成脈動(dòng)來(lái)流條件的數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)吻合較好。

1999年吳江航等采用CFX5.3(RSM模型)模擬了廈門(mén)國(guó)際銀行大廈有相鄰高層建筑物影響情況下的風(fēng)壓，得到了與實(shí)測(cè)在一定程度上較為相符的數(shù)值結(jié)果。目前已有科學(xué)工作者開(kāi)始用CFD研究風(fēng)—結(jié)構(gòu)相互作用問(wèn)題，TetsuroTamura等對(duì)幾何形狀相對(duì)簡(jiǎn)單的柱體氣動(dòng)彈性行為進(jìn)行了CFD研究，成功地再現(xiàn)了柱體各種振動(dòng)和失穩(wěn)現(xiàn)象(結(jié)構(gòu)本身簡(jiǎn)化為用彈性元件支承的剛體)?，F(xiàn)在是10頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四第二章CFD基本原理

粘性流動(dòng)的基本方程

牛頓流體本構(gòu)方程：連續(xù)性方程：N-S方程：現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四雷諾時(shí)均運(yùn)動(dòng)方程將湍流場(chǎng)看成是平均運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的疊加：雷諾平均運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性方程和運(yùn)動(dòng)方程：現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四雷諾應(yīng)力輸運(yùn)方程及其模式化完整的雷諾應(yīng)力輸運(yùn)方程上述各項(xiàng)依次為：對(duì)流、湍流擴(kuò)散、分子擴(kuò)散、壓力產(chǎn)生、浮力產(chǎn)生、壓力應(yīng)變、粘性耗散和系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生項(xiàng)。

現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四近壁面分區(qū)壁面函數(shù)法(左)和近壁面模式化法(右)現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四非平衡壁面函數(shù)壁面函數(shù)法中，粘性影響內(nèi)區(qū)不采用網(wǎng)格進(jìn)行分辨、而是在壁面和充分發(fā)展湍流區(qū)之間引入半經(jīng)驗(yàn)的壁面函數(shù)來(lái)建立聯(lián)系。非平衡壁面函數(shù)的主要出發(fā)點(diǎn)是：(1)采用Launder和Spalding提出的平均速度對(duì)數(shù)律強(qiáng)烈依賴(lài)于壓力梯度；(2)雙層模式思想被用于近壁面湍流動(dòng)能相關(guān)量的計(jì)算。在平均流場(chǎng)和湍流具有較大梯度和變化的復(fù)雜流場(chǎng)(包含分離、再附和沖擊等現(xiàn)象)中，非平衡壁面函數(shù)可以給出更好的數(shù)值模擬結(jié)果?，F(xiàn)在是15頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四澳大利亞規(guī)范各類(lèi)地貌下的湍流度近似曲線根據(jù)相關(guān)資料給出的湍流度數(shù)據(jù)表，對(duì)第1、2、3和4類(lèi)地貌數(shù)據(jù)回歸，分別得到了下述表達(dá)式：Z為所論點(diǎn)距底面的高度。上述回歸中的R2

依次為0.9655、0.9784、0.9953和0.9946?，F(xiàn)在是16頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四來(lái)流邊界條件來(lái)流湍流特性通過(guò)直接給定湍動(dòng)能和湍流耗散率值的方式給出：

入口來(lái)流條件：以具有代表性的地貌類(lèi)別對(duì)應(yīng)的大氣邊界層流為來(lái)流條件進(jìn)行計(jì)算。模型化后風(fēng)剖面(模型比1:S)的表達(dá)式為：風(fēng)場(chǎng)模擬中，我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范還沒(méi)有明確的湍流度要求，B、C和D類(lèi)地貌的湍流強(qiáng)度分別采用澳大利亞規(guī)范中第2、3和4類(lèi)地貌的。

現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四第三章Fluent6.0計(jì)算靜力風(fēng)荷載的可行性

3.1Fluent6.0簡(jiǎn)介Fluent6.0是美國(guó)Fluent.Inc公司推出的大型計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)商業(yè)軟件,是全球市場(chǎng)份額最大的CFD商業(yè)軟件。目前，在Fluent6.0平臺(tái)提供的使用說(shuō)明書(shū)中沒(méi)有涉及鈍體繞流的算例，也沒(méi)有明確地將建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的模擬納入該軟件的適用范圍內(nèi)。同濟(jì)大學(xué)楊偉等采用標(biāo)準(zhǔn)和Realizablek－ε模型對(duì)一假想高層建筑進(jìn)行了數(shù)值模擬，但與Baines(1963)的風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果相比，正面最大誤差20%，在建筑背風(fēng)面的很大區(qū)域上，計(jì)算風(fēng)壓系數(shù)僅為試驗(yàn)值的一半，結(jié)果并不理想。

現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四(1)較為通用，計(jì)算量大。是最為復(fù)雜的經(jīng)典湍流模型。(2)可以考慮雷諾應(yīng)力方向性的影響。(3)模型本身只適用于流場(chǎng)核心區(qū)，必須引入壁面函數(shù)以使RSM在近壁面區(qū)域具有適用性（非平衡壁面函數(shù)Nonequilibriumwallfunctions)。雷諾應(yīng)力方程模型(RSM)的特點(diǎn)現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四數(shù)值求解技術(shù)及收斂標(biāo)準(zhǔn)

CFD問(wèn)題最終集成為數(shù)量達(dá)數(shù)百萬(wàn)甚至上千萬(wàn)個(gè)線性方程的方程組的迭代求解過(guò)程1972年由Patankar和Spalding提出SIMPLE算法求解速度壓力耦合方程(Semi_ImplicitMethodforPressure-LinkedEquatations)

引入多重網(wǎng)格技術(shù)以消除數(shù)值計(jì)算誤差的低頻慢變項(xiàng)

采用有限體積法，為保證計(jì)算過(guò)程的數(shù)值穩(wěn)定性，離散化處理控制方程時(shí)采用一階迎風(fēng)格式。考慮壁面存在對(duì)流場(chǎng)的影響，對(duì)于所研究的具有逆壓梯度和回流現(xiàn)象的流場(chǎng)問(wèn)題，利用非平衡壁面函數(shù)來(lái)修正RSM，以使RSM適用于近壁面區(qū)域。監(jiān)測(cè)12個(gè)RSM下的控制方程迭代殘余量和廣告牌多個(gè)表面的壓力系數(shù)變化，當(dāng)所有控制方程的相對(duì)迭代殘余量均小于5x10-4且同時(shí)監(jiān)測(cè)得到的表面壓力系數(shù)基本不發(fā)生變化時(shí)，認(rèn)為所得流場(chǎng)進(jìn)入了穩(wěn)態(tài)?，F(xiàn)在是20頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四壁面和出口邊界條件及網(wǎng)格劃分示意計(jì)算域出口條件：湍流充分發(fā)展，流場(chǎng)任意物理量沿出口法向的梯度為零，即：計(jì)算域壁面(針對(duì)風(fēng)洞)及研究對(duì)象表面：無(wú)滑移；

右圖為本章方柱體(1:1:8)計(jì)算域利用對(duì)稱(chēng)性以后的網(wǎng)格劃分示意圖(僅示出計(jì)算域?qū)ΨQ(chēng)面和底面上的網(wǎng)格)。

現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四3.2獨(dú)立墻體和懸空訊號(hào)牌對(duì)b/h不是很大的獨(dú)立墻體和與地面間隙較大的懸空廣告牌，F(xiàn)luent結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。b/h較大時(shí)，F(xiàn)luent結(jié)果顯示的平均壓力系數(shù)CP隨b/h的變化趨勢(shì)與該文獻(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果恰好相反。在最不利來(lái)流方向角下，墻體端部總體平均最大風(fēng)壓系數(shù)Fluent計(jì)算值為3.0,與實(shí)測(cè)得到的結(jié)果吻合較好。現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四獨(dú)立墻體的風(fēng)壓系數(shù)取值，各國(guó)規(guī)范建議值不盡相同，在一些情況下存在較大的差異。早期根據(jù)均勻流場(chǎng)情況下的試驗(yàn)結(jié)果給出的CP如表3-2所示

對(duì)于b/c=∞的平板，CP計(jì)算平均值為與表3-2吻合較好的2.02。文獻(xiàn)93針對(duì)兩個(gè)實(shí)際墻體(b/h分別為10和18)進(jìn)行了實(shí)測(cè)研究，測(cè)點(diǎn)沿豎向分別布置在距墻體端部5h和9h處，實(shí)測(cè)得到的CP平均值為1.581。文獻(xiàn)93采用Phoenix軟件(κ－ε模型)計(jì)算得到的CP為1.59；本文Fluent6.0(κ－ε和RSM模型)得到的結(jié)果分別為1.57和1.612。現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四3.3立方體和柱體CFD計(jì)算

現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四大氣邊界層流條件下，柱體正面壓力系數(shù)沿高度變化明顯；而側(cè)面和背面變化相對(duì)比較緩慢，壓力分布比較均勻。在數(shù)值上，兩者在正面和背面上吻合較好；在頂面上，Baines的結(jié)果未能反映出屋面前緣因漩渦生成和脫落引起的較大風(fēng)吸力現(xiàn)象，F(xiàn)luent則捕捉到了這一現(xiàn)象；對(duì)于側(cè)面，試驗(yàn)值大于計(jì)算值。

相關(guān)文獻(xiàn)和CFD計(jì)算表明，在側(cè)面上，來(lái)流側(cè)的風(fēng)吸力系數(shù)應(yīng)該大于另一側(cè)的，由此可以推斷：Baines在報(bào)告試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，可能將側(cè)面風(fēng)壓分布中的來(lái)流方向標(biāo)反了.現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四大量試驗(yàn)得到的無(wú)限長(zhǎng)方柱體的阻力系數(shù)為2.0左右。R.Frankie,W.Rodi采用RSM模型(應(yīng)用了壁面函數(shù))得到平均阻力系數(shù)為2.15。采用LES方法，文獻(xiàn)95得到的平均阻力系數(shù)只有1.65左右。Fluent6.0按非穩(wěn)態(tài)問(wèn)題計(jì)算得到的長(zhǎng)時(shí)段后的阻力系數(shù)在1.60~1.92之間變化，平均值1.76,較試驗(yàn)值偏低。這一方面說(shuō)明了無(wú)限長(zhǎng)方柱體繞流問(wèn)題的復(fù)雜性，另一方面也暗示采用相同的方法，具體的算法和網(wǎng)格等因素也會(huì)對(duì)最終計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生影響。現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四兩建筑風(fēng)致干擾效應(yīng)算例1.施擾和受擾模型尺寸均為100x100x600mm,風(fēng)洞斷面1.8x1.8m，B類(lèi)地貌。2.IFm定義為受干擾后的基底覆力矩與未受干擾的傾覆力矩之比。Fluent結(jié)果與文獻(xiàn)26的試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，說(shuō)明Fluent6.0完全可以用于高層建筑靜風(fēng)荷載干擾效應(yīng)的分析研究?，F(xiàn)在是27頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四本章小結(jié)1.只有當(dāng)控制方程的迭代殘余量少于指定值，且所研究對(duì)象各表面的壓力系數(shù)基本不發(fā)生變化時(shí)，才可認(rèn)為流場(chǎng)進(jìn)入了穩(wěn)態(tài)。2.現(xiàn)有的一些風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果間還存在不一致的地方，還有待進(jìn)一步進(jìn)行研究或驗(yàn)證。3.考慮到鈍體繞流流場(chǎng)的高度非線性本質(zhì)以及風(fēng)洞試驗(yàn)本身具有的噪聲水平，F(xiàn)luent6.0對(duì)流場(chǎng)平均特性的描述已經(jīng)可以給出較好的結(jié)果。4.將來(lái)應(yīng)提供更加精細(xì)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以便進(jìn)一步驗(yàn)證和完善該軟件，為其在結(jié)構(gòu)靜力風(fēng)荷載計(jì)算中的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造條件。現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四第4章獨(dú)柱支承廣告牌的風(fēng)荷載兩平行面板組成的獨(dú)柱支承廣告牌三塊面板組成的獨(dú)柱支承廣告牌現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四4.1平行面板組成的獨(dú)柱支承廣告牌廣告牌示意現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四θ=00情況取半邊區(qū)域進(jìn)行計(jì)算，利用了對(duì)稱(chēng)性；CPA、CPB分別為表面A、B上的平均壓力系數(shù)，CMT為風(fēng)載所致繞面板中心豎軸的扭矩系數(shù)。實(shí)體模式計(jì)算結(jié)果現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四迎風(fēng)面（表面A）背風(fēng)面（表面B）實(shí)體模式廣告牌表面風(fēng)壓力系數(shù)（順風(fēng)向垂直于面板觀看，θ=450）實(shí)體模式控制面板設(shè)計(jì)的風(fēng)壓分布現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四實(shí)體模式組合模式面板半高處局部流速矢量圖現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四圖3.5組合模式廣告牌表面風(fēng)壓力系數(shù)（順風(fēng)向垂至于面板表面觀看,θ=450）表面A表面B表面C表面D組合模式表面風(fēng)壓分布示例現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四組合模式廣告牌表面風(fēng)壓力系數(shù)（順風(fēng)向垂至于面板表面觀看,θ=500）表面A表面B組合模式控制面板設(shè)計(jì)的風(fēng)壓分布現(xiàn)在是35頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四4.2三角形平面廣告牌的風(fēng)荷載廣告牌示意受傳統(tǒng)習(xí)慣的影響，獨(dú)柱支承的三角形平面廣告牌的基本尺寸一般為：h=12m，總高度H＝18m，每塊廣告牌面板6x18m(面積108m2)，三個(gè)面板之間的間隙C一般為零?，F(xiàn)在是36頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四半高處流速矢量及風(fēng)壓系數(shù)面板2和3的存在，雖不能阻止表面2后的漩渦形成，但可以顯著降低漩渦強(qiáng)度，避免產(chǎn)生很大的風(fēng)吸力作用，這種作用類(lèi)似于折墻對(duì)獨(dú)立墻體端部風(fēng)壓力的減小作用，而且前者的作用強(qiáng)于后者?，F(xiàn)在是37頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四各來(lái)流方向角下表面風(fēng)壓計(jì)算值現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四面板1表面風(fēng)壓系數(shù)分布圖(θ＝10°)表面1表面2控制面板設(shè)計(jì)的風(fēng)壓分布現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四CpCMTμSH對(duì)Cp，CMT，μs的影響(C=0)(θ＝30°,CMT數(shù)值應(yīng)乘以系數(shù)-0.01)H的影響廣告牌的風(fēng)載在H=20m時(shí)最大的原因，估計(jì)在于此時(shí)廣告牌面板和地面之間的間隙，有利于面板上下端脫落的氣流在尾流區(qū)產(chǎn)生強(qiáng)烈的相互作用，從而引起較大的風(fēng)荷載。關(guān)于這一點(diǎn)有必要在將來(lái)的相關(guān)風(fēng)洞試驗(yàn)研究中加以觀察證實(shí)?，F(xiàn)在是40頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四間隙C的影響間隙的存在將導(dǎo)致廣告牌整體承受較大的風(fēng)荷載，且間距越大,風(fēng)荷載也越大,風(fēng)致扭矩和剪力最大值分別出現(xiàn)在θ＝30°和20°。

控制單塊面板設(shè)計(jì)的工況仍然為θ＝10°，局部風(fēng)壓系數(shù)仍然可以取1.8。

現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四表面1表面2面板1表面風(fēng)壓系數(shù)分布圖(C=900mm,θ＝10°)間隙面板設(shè)計(jì)控制風(fēng)壓分布現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四4.3風(fēng)致剪力和扭矩計(jì)算表達(dá)式建議采用計(jì)算順風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)的方法來(lái)進(jìn)行風(fēng)致扭轉(zhuǎn)荷載計(jì)算，但計(jì)算中應(yīng)用結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)自振周期取代順風(fēng)向的自振周期。

現(xiàn)在是43頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四平行面板獨(dú)柱支承廣告牌設(shè)計(jì)建議(1)應(yīng)根據(jù)廣告牌上下左右表面作（或不作）封閉處理，按實(shí)體（或面板組合）模式考慮該類(lèi)廣告牌的風(fēng)荷載計(jì)算問(wèn)題。最不利總體平均風(fēng)壓系數(shù)均可按CP=1.42取用，控制面板設(shè)計(jì)的局部風(fēng)壓系數(shù)最大值可取用3.0。但后者的風(fēng)致扭矩較前者的約大20%。采用封閉模式有利于減小作用于廣告牌的設(shè)計(jì)風(fēng)荷載。(2)當(dāng)來(lái)流風(fēng)向角θ不為0時(shí)，面板上的壓力分布不均勻、也不對(duì)稱(chēng)，風(fēng)對(duì)廣告牌存在風(fēng)致扭轉(zhuǎn)作用。(3)兩種模式下的面板受力機(jī)理有所不同，實(shí)體模式下，前（后）面板分別受壓（吸）力作用。而在組合模式中，面板1對(duì)面板2有遮擋效應(yīng)，面板1的兩表面分別受到存在疊加效應(yīng)的同向風(fēng)荷載作用，而面板2的兩表面則分別受到存在抵消效應(yīng)的反向風(fēng)荷載作用。由于θ具有不確定和隨機(jī)性，面板設(shè)計(jì)中必須考慮兩表面風(fēng)荷載的疊加效應(yīng)。

現(xiàn)在是44頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四(1)結(jié)構(gòu)不具有雷諾數(shù)敏感性，地貌類(lèi)別對(duì)Cp、CMT和μs的影響可以忽略不計(jì)。(2)對(duì)任一面板，其余兩塊面板的存在可以有效降低面板背風(fēng)面的風(fēng)吸力，減小作用于面板上的局部最大風(fēng)荷載。C≤900mm時(shí)，控制面板設(shè)計(jì)的最不利來(lái)流方向角為θ＝10°，此時(shí)面板設(shè)計(jì)的局部風(fēng)壓系數(shù)可取1.8。(3)整體風(fēng)壓系數(shù)Cp最大值出現(xiàn)在θ＝10～20°，最大風(fēng)致扭矩出現(xiàn)在θ＝30°。間隙的存在，導(dǎo)致作用于整個(gè)結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載增加，間隙越大，風(fēng)荷載也越大，因而工程中宜采用無(wú)間隙設(shè)計(jì)。(4)在一定范圍內(nèi)，H對(duì)Cp、CMT和μs有較大的影響。無(wú)間隙情況下，H=20m時(shí)，三者均取得最大值，當(dāng)H≥22m時(shí)，三者就不再隨H發(fā)生變化。三角形平面獨(dú)柱支承廣告牌設(shè)計(jì)建議現(xiàn)在是45頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四第5章高層開(kāi)洞建筑測(cè)壓風(fēng)洞模型試驗(yàn)及CFD數(shù)值模擬

1.日本NEC大廈，開(kāi)洞率R=4.5%,據(jù)文獻(xiàn)介紹可以減少風(fēng)荷載25％(風(fēng)順洞口風(fēng)向作用）2.哈工大土木工程學(xué)院與汕頭大學(xué)合作完成的風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果表明：高層建筑開(kāi)洞可以減小靜力風(fēng)荷載作用，但不如前者明顯。3.日本學(xué)者：Kikitsu和Okadu試驗(yàn)研究表明在一定范圍內(nèi)，開(kāi)洞能顯著減少高層建筑的氣動(dòng)力響應(yīng)。4.對(duì)于有均勻開(kāi)洞的信號(hào)牌或廣告牌結(jié)構(gòu)：1）ASCE－7:R<30%,沒(méi)減少作用；2）AustralianStandard:靜風(fēng)荷載減少系數(shù)為K=1-R2；

3)C.W.Letchford:靜風(fēng)荷載減少系數(shù)為K=1-R1.5

對(duì)開(kāi)洞結(jié)構(gòu)風(fēng)載特性的有關(guān)認(rèn)識(shí)現(xiàn)在是46頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四本章主要工作對(duì)涉及兩種開(kāi)洞率、三種不同開(kāi)洞位置和全封閉的八個(gè)高層建筑剛性模型的表面壓力分布進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)研究，并借助大型CFD商業(yè)軟件Fluent6.0，對(duì)當(dāng)來(lái)流沿洞口方向時(shí)的試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃筒煌瑏?lái)流方向角情況下的下部大開(kāi)洞模型進(jìn)行了數(shù)值模擬，并在對(duì)比分析試驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)之上,結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范的取值，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。注：兩個(gè)試驗(yàn)?zāi)Ｐ筒捎糜袡C(jī)玻璃制作，它們的外幾何尺寸完全相同，只是在立面的上、中、下三個(gè)部分開(kāi)兩種不同大小的洞口，試驗(yàn)時(shí)分別蓋住另外兩個(gè)洞口、露出第三個(gè)洞口或者將洞口全部蓋住，形成上開(kāi)口、中開(kāi)口、下開(kāi)口或者全封閉情況

現(xiàn)在是47頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四1:300模型的洞口尺寸及模擬場(chǎng)地條件模型外幾何尺寸均為162x162x600mm。小開(kāi)洞率模型的洞口尺寸為54mm×90mm，開(kāi)洞率為5%；

大開(kāi)洞率模型的洞口尺寸為72mm×120mm，開(kāi)洞率為8.9%。

置于試驗(yàn)段內(nèi)的大開(kāi)洞模型現(xiàn)在是48頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四模型尺寸及測(cè)點(diǎn)布置圖現(xiàn)在是49頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四模型方位、試驗(yàn)風(fēng)剖面和湍流度及測(cè)壓系統(tǒng)模型方位及風(fēng)向示意圖

C類(lèi)地貌風(fēng)剖面和湍流度

測(cè)壓系統(tǒng)采用美國(guó)Scanvalve公司的HyScan-1000電子掃描閥測(cè)壓系統(tǒng)，所用壓力模塊為Zoc33。測(cè)壓試驗(yàn)測(cè)量的是試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕细麟x散點(diǎn)的局部平均風(fēng)壓。剛性模型上各個(gè)測(cè)壓孔以PVC管與壓力傳感器連接。通過(guò)對(duì)離散點(diǎn)上測(cè)得的風(fēng)壓進(jìn)行插值，可以得到建筑整體表面上的風(fēng)壓信息，諸如不同高度覆面的風(fēng)壓分布曲線，覆面上的等壓線。通過(guò)對(duì)離散點(diǎn)風(fēng)壓數(shù)據(jù)積分，可以估算較大部件及整個(gè)建筑的局部風(fēng)荷載。

現(xiàn)在是50頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四總體靜態(tài)氣動(dòng)力系數(shù)定義模型表面各點(diǎn)的風(fēng)壓系數(shù)由下式給出：

現(xiàn)在是51頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四試驗(yàn)結(jié)果

各試驗(yàn)?zāi)Ｐ挽o態(tài)氣動(dòng)力系數(shù)隨風(fēng)向角的變化

Cx和Cy隨的變化基本呈現(xiàn)互補(bǔ)關(guān)系。與相對(duì)應(yīng)全封閉模型的對(duì)比可發(fā)現(xiàn)：當(dāng)風(fēng)向與開(kāi)洞方向平行時(shí)，基礎(chǔ)順風(fēng)向的總平均風(fēng)荷載得到了最大程度的降低。所以沿建筑物所在地的主導(dǎo)風(fēng)向的方向設(shè)置洞口，有利于建筑的抗風(fēng)。各模型情況下當(dāng)風(fēng)沿建筑物對(duì)角線方向吹過(guò)時(shí)，基礎(chǔ)所受風(fēng)荷載最大。

現(xiàn)在是52頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四開(kāi)洞位置對(duì)最大平均正壓系數(shù)的影響不明顯，但對(duì)全風(fēng)向最大平均負(fù)壓系數(shù)的影響很大，其中以上部開(kāi)洞模型最大平均負(fù)壓系數(shù)提高最大。

最大平均風(fēng)壓分布現(xiàn)在是53頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四結(jié)構(gòu)各斷面所受風(fēng)荷載隨建筑高度的變化風(fēng)荷載沿建筑高度的變化并非規(guī)范中那種按照下小上大的規(guī)律分布，而是中上部大、兩端小。開(kāi)洞位置處建筑表面所受風(fēng)荷載明顯減小，各工況下最大風(fēng)壓均出現(xiàn)在8/9～9/10的建筑高度范圍內(nèi)。洞口設(shè)置所致結(jié)構(gòu)受荷面積的減少是整體風(fēng)荷載減少的主要因素之一。

現(xiàn)在是54頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四表面風(fēng)壓系數(shù)分布示意1大開(kāi)洞全封閉模型現(xiàn)在是55頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四表面風(fēng)壓系數(shù)分布示意2大開(kāi)洞率中開(kāi)洞模型現(xiàn)在是56頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四模型表面風(fēng)壓分布及總體靜風(fēng)荷載比較

與全封閉模型相比，開(kāi)洞模型的Cmx和Cy均有減少，分別減少了7.8~18.3%和10.1~17.2%，表明立面開(kāi)洞確實(shí)可以減小風(fēng)荷載的作用。

現(xiàn)在是57頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四模型各表面風(fēng)載體型系數(shù)與以往根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果得到的規(guī)范建議值相比，正面接近或略大、背面偏大，而側(cè)面高出規(guī)范值最多達(dá)80%，這顯示本風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果具有異?，F(xiàn)象。

現(xiàn)在是58頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四試驗(yàn)結(jié)果評(píng)述1.本次風(fēng)洞試驗(yàn)，理論上完全相同的兩個(gè)全封閉模型測(cè)試結(jié)果，存在一定的差異，CMX、CY相差在8%以上，這從一個(gè)側(cè)面反映了風(fēng)洞試驗(yàn)本身具有較高的噪聲水平。2.大開(kāi)洞率試驗(yàn)得到的結(jié)果表明下開(kāi)口對(duì)CMX的影響較小，而小開(kāi)洞率試驗(yàn)結(jié)果卻顯示上、中、下開(kāi)口對(duì)CMX的影響都較為顯著、且三者的影響程度相差不大。3.從根據(jù)表面風(fēng)壓換算得到的全封閉模型風(fēng)載體型系數(shù)看，與以往根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果得到的規(guī)范建議值相比，正面接近或略大、背面偏大，而側(cè)面高出規(guī)范值最多達(dá)80%4.考慮到本次試驗(yàn)各種情況只做了一次，無(wú)法對(duì)試驗(yàn)誤差做出估計(jì)，只能從相對(duì)比較中得到定性結(jié)論，今后應(yīng)開(kāi)展更精確的風(fēng)洞試驗(yàn)研究，以便能結(jié)合數(shù)值分析得到可靠的定量結(jié)果。

現(xiàn)在是59頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四Fluent6.0——數(shù)值模擬1、對(duì)于各試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛢H考慮來(lái)流方向平行于洞口情況2、對(duì)于底部大開(kāi)洞模型，考慮各種來(lái)流方向角情況計(jì)算模型與試驗(yàn)?zāi)Ｐ屯耆嗤Ｐ椭糜跀嗝鏋?x2m、長(zhǎng)度為4m的計(jì)算域內(nèi)，模型中心距入口邊界1.2m，最大堵塞度為2.43%。計(jì)算域采用非結(jié)構(gòu)化四面體單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分，模型表面的三角形網(wǎng)格最小尺寸為5mm。前面試驗(yàn)表明，當(dāng)來(lái)流方向與洞口方向相同時(shí)，洞口對(duì)建筑所受的總體靜力風(fēng)荷載影響最大，同時(shí)考慮到CFD計(jì)算量巨大，因而在本章中僅考慮來(lái)流方向角β=2700

的情況。

(洞口尺寸72x120mm)，采用Fluent研究了來(lái)流方向角θ在0～900間變化時(shí)各表面的風(fēng)壓系數(shù)分布(這里的θ與前面的β存在關(guān)系：θ=β-900)，由于模型的對(duì)稱(chēng)性，其它來(lái)流方向角下的風(fēng)壓系數(shù)分布情況可以根據(jù)對(duì)稱(chēng)性得到。

表面編號(hào)現(xiàn)在是60頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四傾覆力矩MX和平均風(fēng)壓系數(shù)CY（CFD）洞口的存在對(duì)模型的基礎(chǔ)平均風(fēng)荷載有一定減小作用，洞口越大，風(fēng)荷載減小的也越多，上部開(kāi)洞對(duì)減小基礎(chǔ)傾覆力矩和順風(fēng)向平均風(fēng)壓都更為有利。

現(xiàn)在是61頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四模型各表面風(fēng)壓和風(fēng)載體型系數(shù)（CFD）現(xiàn)在是62頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四下開(kāi)洞表面風(fēng)壓系數(shù)分布示意1(θ=150)現(xiàn)在是63頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四下開(kāi)洞表面風(fēng)壓系數(shù)分布示意2(θ=450)洞口對(duì)迎風(fēng)面正壓的影響主要集中在洞口附近，具有一定的局部性?，F(xiàn)在是64頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四下開(kāi)洞模型基底所受總體平均風(fēng)荷載隨風(fēng)向角的變化

風(fēng)對(duì)模型存在升力作用，升力系數(shù)最多可達(dá)0.203，升力在θ=22.50時(shí)作用方向發(fā)生改變；順風(fēng)向阻力CY隨θ的變化而有所改變，阻力和升力的合力在θ=450時(shí)達(dá)到1.179的最大值。橫風(fēng)向基底傾覆力矩MY在θ=100時(shí)達(dá)到最大值，此時(shí)該橫風(fēng)向力矩僅為順風(fēng)向的22%，順、橫風(fēng)向傾覆力矩的合力矩系數(shù)在θ=400時(shí)達(dá)到0.671的最大值，較θ=00時(shí)的高出26%，而此時(shí)模型表面在來(lái)流方向的投影面積約增加了40%，由此可以推斷模型在流場(chǎng)中相對(duì)于來(lái)流的形狀對(duì)風(fēng)荷載有顯著的影響，最不利來(lái)流方向角為θ=40～450。

現(xiàn)在是65頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四Fluent6.0結(jié)果評(píng)述對(duì)于規(guī)范考慮的全封閉情況，正面、側(cè)面和背面風(fēng)載體型系數(shù)計(jì)算值分別較現(xiàn)行規(guī)范值約偏高14%、8.6%和1.4%。

在風(fēng)洞試驗(yàn)中，由于客觀條件所限，不可能在感興趣的區(qū)域布置足夠多的測(cè)壓點(diǎn)，因而風(fēng)洞試驗(yàn)可能捕捉不到一些具有典型性的局部現(xiàn)象，例如本次模型試驗(yàn)中沒(méi)有觀察到：1)β＝2700時(shí)，模型頂面前緣角部的較大風(fēng)吸力；2)穿過(guò)洞口的高速氣流在背風(fēng)面洞口周邊小范圍內(nèi)引起的較大風(fēng)吸力；3)β＝2700時(shí)，側(cè)風(fēng)面前緣上角部因強(qiáng)烈氣流漩渦引起的局部較大風(fēng)吸力。計(jì)算明顯地反映了上述現(xiàn)象。將來(lái)在進(jìn)行一些建筑模型的風(fēng)洞試驗(yàn)前，可以借助CFD方法先對(duì)模型進(jìn)行數(shù)值模擬，然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果由有針對(duì)性地進(jìn)行測(cè)壓點(diǎn)的位置及布置疏密程度的控制。并在維護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中將風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果和CFD結(jié)果有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。

現(xiàn)在是66頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四第6章開(kāi)洞高層建筑靜力風(fēng)荷載的影響參數(shù)分析本章主要工作：建筑幾何尺寸比例對(duì)建筑表面風(fēng)壓的影響洞口形狀對(duì)模型表面風(fēng)壓分布的影響

3.洞口大小或開(kāi)洞率的影響現(xiàn)在是67頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四高層開(kāi)洞建筑靜力風(fēng)荷載的影響參數(shù)分析1.截面寬厚比的影響模型尺寸：162x324x600,162x81x660;100x100x600;100x400x600,400x100x600;隨B:D的增加，就平均風(fēng)壓系數(shù)而言，正面的變化不大，側(cè)面和背面的有顯著增加，模型頂面的平均風(fēng)壓系數(shù)則在B:D=2:1時(shí)達(dá)到最大值，一般地，B:D較大時(shí)模型頂面的風(fēng)吸力大于B:D較小情況下的。

現(xiàn)在是68頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四BD12的風(fēng)壓分布BD12（162x324x600)現(xiàn)在是69頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四BD21的風(fēng)壓分布BD21（162x81x600)現(xiàn)在是70頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四寬厚比影響分析1.比較BD12和BD14的風(fēng)壓，可以看到，當(dāng)模型寬厚比減小時(shí)，正面的風(fēng)壓系數(shù)分布特征、最大和平均風(fēng)壓系數(shù)基本相同；側(cè)面最大風(fēng)吸力系數(shù)增加、平均風(fēng)吸力系數(shù)降低；而背面風(fēng)吸力則隨厚度的增加而減??；模型頂面的最大風(fēng)吸力相差不大，但平均風(fēng)吸力明顯隨厚度的增加而減小。

2.比較BD21和BD41的風(fēng)壓系數(shù)分布，可以看到當(dāng)模型寬厚比增加時(shí)，正面風(fēng)壓系數(shù)分布特征、最大和平均正風(fēng)壓系數(shù)基本相同；側(cè)面最大風(fēng)吸力系數(shù)減小(后者比前者約減小了20%)，平均風(fēng)吸力系數(shù)基本相同；而背面風(fēng)吸力則隨寬厚比的減小而有所增加；模型頂面的最大和平均風(fēng)吸力隨寬厚比的增加而減小?，F(xiàn)在是71頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四高寬比的影響模型162x162xH(H分別為81、200、400和600mm）H=200~600mm的頂面風(fēng)壓分布狀態(tài)相似，順風(fēng)向總體平均風(fēng)壓系數(shù)相差不超過(guò)5%，正面基本相同，背面和頂面隨H的增加而有所增加。H=81mm時(shí)的風(fēng)壓分布和數(shù)值與上述三種情況下的有較大差別，與H＝600mm的相比較，總體平均風(fēng)壓系數(shù)減小了8.2%，就各表面平均風(fēng)壓系數(shù)而言，正面增加了26%、背面減少了64%、側(cè)面增加了5%、頂面減小了18.4%；正面最大平均風(fēng)壓系數(shù)不變，而背面和頂面上的則分別減小了60%和25%?，F(xiàn)在是72頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四風(fēng)壓系數(shù)分布示意模型表面風(fēng)壓系數(shù)分布(162x162x400)162x162x81模型表面風(fēng)壓系數(shù)分布現(xiàn)在是73頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四簡(jiǎn)要分析

1.H=200、400和600mm三種情況下，側(cè)面最大風(fēng)吸力均出現(xiàn)在側(cè)面靠來(lái)流邊的左上角部，但在H＝81mm的模型(高寬比2:1)中，最大風(fēng)吸力的位置在離前緣0.4D的模型半高處，與前三者顯著不同。2.由此可以推斷：在建筑厚度相同的情況下，高寬比大于1和小于1的模型表面風(fēng)壓有明顯的差別，而在此界限一側(cè)的模型表面風(fēng)壓分布形態(tài)和數(shù)值大小沒(méi)有明顯的差別。其原因在于兩種情況下氣流繞過(guò)建筑的主要方式有所變化?，F(xiàn)在是74頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四洞口形狀的影響（圓形）以外幾何尺寸仍為162x162x600的模型為研究對(duì)象，探討圓或方形開(kāi)洞情況下的模型表面風(fēng)壓分布和總體平均風(fēng)荷載。

現(xiàn)在是75頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四由前述兩表可見(jiàn)：1.相同尺寸的圓洞，開(kāi)在中部和上部時(shí)，模型正面、背面的平均風(fēng)壓系數(shù)以及模型順風(fēng)向總體平均風(fēng)壓系數(shù)基本相同；當(dāng)開(kāi)洞位置相同時(shí)，大、小兩種洞口內(nèi)的最大風(fēng)吸力系數(shù)相差小于5%；2.各種開(kāi)洞情況下的側(cè)面和頂面風(fēng)吸力平均值有所差別。3.大開(kāi)洞較小開(kāi)洞對(duì)減小基底傾覆力矩更為有效；小開(kāi)洞情況下，上部開(kāi)洞減小的基底傾覆力矩約為中部開(kāi)洞情況下的二倍，但大開(kāi)洞情況下，兩個(gè)部位開(kāi)洞減小的基底傾覆力矩差別不大。簡(jiǎn)要分析現(xiàn)在是76頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四洞口形狀的影響（方形）兩種開(kāi)洞率情況下側(cè)面的平均風(fēng)吸力系數(shù)相差不大，頂面上小開(kāi)洞的約高出10%。大洞口內(nèi)的平均風(fēng)吸力系數(shù)高于小洞口的，表明方洞口情況下，并非洞口越小洞內(nèi)風(fēng)吸力越大，與前面試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕Y(jié)果一致。

現(xiàn)在是77頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四圓洞風(fēng)壓分布示意中部開(kāi)圓洞時(shí)，洞口對(duì)正面和背面風(fēng)壓的影響主要集中在洞口周邊一定范圍內(nèi)，在遠(yuǎn)離洞口的區(qū)域，風(fēng)壓分布與無(wú)洞口情況相比，沒(méi)有顯著差別，洞口的存在導(dǎo)致側(cè)面的風(fēng)壓分布呈現(xiàn)明顯的不均勻性，側(cè)面最大風(fēng)吸力均在左上角部出現(xiàn)、較無(wú)洞口情況約增加了25%。來(lái)流由圓形洞口穿過(guò)進(jìn)入尾流區(qū)時(shí)，不會(huì)在洞口周邊局部產(chǎn)生明顯的漩渦?，F(xiàn)在是78頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四方洞風(fēng)壓分布示意大、小方洞情況下，在背面洞口下端兩角部，可明顯觀察到與局部漩渦產(chǎn)生有關(guān)的局部最大風(fēng)吸力及其變化梯度。方洞口內(nèi)的最大風(fēng)吸力系數(shù)低于圓洞情況下的。與開(kāi)圓洞情況相比，在洞口面積和位置相同的情況下，圓洞更有利于減小順風(fēng)向總體平均風(fēng)荷載，中部大和小開(kāi)洞情況下，前者相對(duì)分別約多減少30%和10%。

現(xiàn)在是79頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四洞口大小或開(kāi)洞率的影響為了研究集中開(kāi)洞時(shí)洞口尺寸對(duì)建筑表面風(fēng)壓的影響，以162x162xH的中開(kāi)洞模型(幾何縮尺比1:300,H分別為600、750和900mm)為研究對(duì)象，考慮洞口尺寸(寬x高)分別為36x81、54x90、72x120、81x150、81x216、108x216和108x300(洞口中心即為模型中心)等情況，進(jìn)行了大量的算例分析。得到了各種情況下模型各表面的平均風(fēng)壓、風(fēng)載體型系數(shù)和總體順風(fēng)向靜力風(fēng)荷載，探討了它們與開(kāi)洞率間的關(guān)系。計(jì)算表明，無(wú)洞口情況下，隨著H的增加，模型側(cè)面和頂面的風(fēng)載體型系數(shù)有所增加，與規(guī)范建議值相比，正面分別偏大8.6%、13%和13.6%，背面分別偏大8.6%、3.6%和10.4%，側(cè)面分別高出4%、20%和26%?，F(xiàn)在是80頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四風(fēng)壓和風(fēng)載體型系數(shù)示例(H=900)現(xiàn)在是81頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四開(kāi)洞率對(duì)基底傾覆力矩和總體風(fēng)壓的影響現(xiàn)在是82頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四下部開(kāi)洞情況現(xiàn)在是83頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四下部開(kāi)洞情況下的驗(yàn)證為了驗(yàn)證(6-3)和(6-4)的對(duì)其它相同截面但高度不同的模型在下開(kāi)洞情況下的適用性，對(duì)幾何尺寸分別為162x162x200和162x162x400mm、底部洞口尺寸均為54x90mm的兩個(gè)模型進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果如表6-15所示

現(xiàn)在是84頁(yè)\一共有94頁(yè)\編輯于星期四底部開(kāi)洞時(shí)洞口內(nèi)的風(fēng)速增大效應(yīng)建筑物在底部開(kāi)洞后，洞口內(nèi)的風(fēng)有如高樓之間人行道上的風(fēng)，由于眾所周知的峽谷效應(yīng)，風(fēng)速有增大現(xiàn)象，對(duì)建筑風(fēng)環(huán)境有不利影響