低层双坡房屋风载特性数值模拟研究

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我国东南沿海风灾频繁,低层双坡屋面房屋在该区分布广泛,在屡次风灾中其损失所占比重较大,但是目前我国对这方面的投入和学术关注度却较低。常用的研究方法中,现场实测很难在项目实施前进行预测;由于低层房屋受缩尺比影响大,风洞试验又难以较好的模拟;同时二者又都存在耗费经费大、试验周期长、不易进行多参数分析等缺点。很难全面掌握此类房屋风载特性规律,从而更方便的指导抗风设计。  论文以此类房屋为研究对象,基于FLUENT6.3软件,采用低层房屋数值模拟常用的四种湍流模型,通过与风洞试验对比,验证了数值模拟的可行性,进而选取其中最为精确的雷诺应力模型(RSM),研究低层双坡屋面房屋在不同风向角、不同屋面坡度、不同挑檐形式下此类房屋风载特性规律。得到如下结论:  1.风向角、屋面坡度、挑檐形式对各个风压面风载特性影响不同。风向角对各个面的风压起决定作用;屋面坡度对屋面风压影响较大,对其它面影响较小;挑檐形式只对局部风压有较大影响。  2.总体上挑檐的存在有利于房屋的抗风,屋面坡度越低越明显;不同的挑檐形式,随屋面坡角不同而有着不同影响。  3.屋面坡度在18°~34°之间时,低层双坡屋面房屋抗风最为有利,应用到实际工程中最为经济。
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