霍山县体育场风洞试验研究与分析

作     者：韩倩文 

作者单位：安徽建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：丁克伟

授予年度：2018年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：霍山县体育场 风压分布 风洞试验 数值模拟 刚性模型 

摘      要：随着人类体育事业的发展,为满足公民健身需求,各国均建造一批体育场馆,而体育馆多半属于大型、复杂的大跨度屋盖悬挑结构建筑,而这种类型建筑物的建造受风压影响较大,风力测试和风荷载的试验对体育馆的构建是非常关键的,因此,大跨度屋盖建筑物风洞试验科研工作是十分必要的。本文关于霍山县体育场的风洞试验是基于体育场建造工程的背景下进行的,试验测试的目的在于保证体育场结构设计的安全、经济、合理,为了保证试验结果可以应用到原建筑结构,需要根据相似原理,在模拟大气边界层流场的风洞中进行模型试验,测定建筑物表面风压、体型系数以及抗风荷载性能。主要内容如下:1)通过大量相关文献和资料的阅读,了解体育场馆风洞试验研究在国内外的发展及研究现状,为本文的分析做好背景铺垫。2)通过大量风洞试验类书籍的翻阅,找到相关悬挑屋盖的风压分布与控制的基本原理,为本文的分析研究找到理论上的支撑。3)通过前往北京市风洞试验研究所开展霍山县风洞试验模拟研究工作,收集到风洞各个测点风压实测数据,将这些数据进行分析整理,为悬挑屋盖建筑物风压控制进行分析研究提供实测数据。4)通过对体育场悬挑屋盖构造进行试验风洞流场的风速剖面效果图和试验过程中湍流度分布情况分析,得出的结果数值与理论上相关法律法规规定要求的数值B类地貌效果吻合很好,能够保证试验结果数据为试验的顺利完成提供正确的风压数值。5)对建筑物的周边无干扰的前提下的体育场屋盖构造建筑物的来流风力进行数值软件模拟相关工作,选用了特定的软件计算平台,通过建造刚性模型开展风洞试验研究得出一定的数据,通过数据建立起这种体育场悬挑屋盖构造各不同风向角下的风压模型。此外,文章还列出风洞科学试验与软件模拟数据处理方案,并得出霍山县体育场围护架构与主体架构需要的风力承载系数。6)对于体育场这样的敞开结构,应该采用风压合力作为风荷载的设计取值,风向角对屋盖所受风荷载的影响较大。在体育场不同位置的风向角下,来流风的变化与旋涡脱落位置不尽相同,风压净值最大处出现位置相应也不一样。