考慮流固耦合風振響應的低矮輕型房屋抗風數(shù)值模擬.pdf

1、目前輕型門式剛架這種低矮輕型房屋已廣泛應用于工業(yè)廠房、展覽館、集貿(mào)市場、貨場倉庫、小型辦公樓等方面。同時，這種結(jié)構(gòu)重量輕、跨度大，對風荷載比較敏感，不利于結(jié)構(gòu)抗風，在我國東南沿海地區(qū)，理所當然成為風災中的“重災戶”。已有的災情調(diào)查、試驗和理論研究均表明輕鋼屋面等圍護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相比在遭受臺風時更易發(fā)生損壞，因此研究低矮輕型房屋屋蓋結(jié)構(gòu)的風荷載及風振響應具有極其重要的工程應用價值和學術(shù)研究意義。 本文主要是基于通用有限元軟件AD

2、INA模擬低矮輕型房屋在考慮流體一結(jié)構(gòu)耦合作用下的風致動力響應。采用Lagrangian方法來描述結(jié)構(gòu)動力學控制方程。假定流體為粘性不可壓縮流體，采用ALE方法來描述流體流動的動力學控制方程。同時采用基于流動條件插值（簡稱FCBI）三維單元的穩(wěn)定有限元求解技術(shù)，來避免數(shù)值計算的不穩(wěn)定性。 本文首先采用SSTk-ω湍流模型模擬了原型試驗中頗具影響的TTU建筑模型，得到TTU建筑相應測點風壓力系數(shù)與現(xiàn)場實測結(jié)果基本吻合，說明該方法可

3、以很好的模擬該種結(jié)構(gòu)的風荷載特性。 然后以門式剛架這種典型的低矮輕型房屋為例，分別建立不同坡角、房屋高寬比、長寬比和不同女兒墻高度、挑檐長度的低矮輕型房屋氣彈性模型，模擬各種情況下房屋屋面的風壓分布系數(shù)及風振系數(shù)，總結(jié)出建筑體型和構(gòu)造對低矮輕型房屋屋面風荷載特性的影響。結(jié)果表明：隨坡度增加，迎風屋面風吸力變化不大，背風屋面風吸力增大；隨高寬比或長寬比增加，整個屋面風吸力增大；加女兒墻后，迎風屋面風吸力變大，并隨女兒墻增高而增大，