建筑结构

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简讯

  • 《建筑结构》之“结构者说”在线论坛持续热播中,欢迎关注!

    <正>"结构者说(Structure Speak)"直播平台,是由《建筑结构》杂志社组织发起的在线论坛,每期将邀请行业大咖分享最新研究成果和工程实践经验,以期给业内工程技术人员提供跨地域、跨时空的学习和交流的平台,从而更加有效地推动行业技术创新与进步。论坛指导单位为中国勘察设计协会结构设计分会,主办单位为中国建设科技集团股份有限公司、亚太建设科技信息研究院有限公司、《建筑结构》杂志社。

    2020年11期 v.50;No.527 5页 [查看摘要][在线阅读][下载 1051K]
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结构设计

  • 超限高层结构中小偏心受拉混凝土剪力墙名义拉应力控制方法研究

    田淑明;

    超限高层结构中的混凝土剪力墙易处于小偏心受拉状态,但当前标准及文献对其名义拉应力的控制方法不同,使得设计存在一定的不确定性。从钢筋或型钢与混凝土间的界面性能、中震可修验算方法、受剪计算模式、可能的破坏模式、构件延性、截面设计等方面研究了名义组合应力控制方法和标准。结果表明:型钢对界面粘结的需求较钢筋低,会较早地参与工作从而减小混凝土部分的拉应力水平;由《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)的方法所得名义拉应力限值对应着混凝土充分开裂而退出工作这一物理状态,属于正常使用极限状态的验算范畴;建议的名义组合应力方法适用于中震可修验算,名义拉应力方法或名义剪应力方法均为这种方法的特例,名义拉应力和名义剪应力限值在非抗震工况下可取2.5f_(tk)和0.5f_(tk),在抗震工况下可取2f_(tk)和0.4f_(tk);当名义拉应力达到上述限值时,宜考虑纵筋直接受剪的破坏模式,当超过上述限值时,属于承载能力极限状态验算范畴,宜计算钢筋或钢板的组合应力,同时应考虑稳定性验算。最后,以一实际工程为例,验证了名义组合应力方法的可行性。

    2020年11期 v.50;No.527 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 574K]
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  • 日照海韵广场1#塔楼超高层结构抗震设计

    井彦青;

    日照海韵广场1#塔楼结构大屋面高度369m,建筑塔冠标高390m,地下4层,地上86层,属于高度超限的超高层建筑。结构采用圆钢管混凝土框架柱+钢梁-钢筋混凝土核心筒+带伸臂桁架加强层的结构体系。核心筒在77层开始局部收进,塔楼存在局部楼板不连续、刚度突变、承载力突变、跃层柱、高度超限、设置加强层等六项不规则项目。针对不规则项目并结合多次与全国超限审查委员会专家的沟通意见,确定了各构件的抗震性能目标,根据抗震性能目标分别进行了框架承担地震剪力的验算、核心筒收进处墙体的平面外验算、风荷载作用下舒适度验算。结果表明,结构能够满足竖向荷载和风荷载作用下的有关指标,抗震性能能够达到设定的性能目标。

    2020年11期 v.50;No.527 10-14+63页 [查看摘要][在线阅读][下载 2371K]
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  • 日照海韵广场2#楼超限高层结构设计

    井彦青;

    日照海韵广场2#楼嵌固层以上高度为248.8m,属于超B级高度建筑,为国内目前较高的剪力墙结构建筑,平面外包尺寸为68m×23.7m,结构长宽比、高宽比偏大;考虑结构布置的合理性,同时,为了更好地满足建筑使用要求,设计采用剪力墙结构体系,充分利用外侧墙肢翼墙的翼缘效应,通过加大翼墙厚度为结构提供较大的抗侧刚度;结构存在扭转不规则、个别墙体转换、局部穿层墙等局部不规则超限项;在设计过程中为解决小震和风荷载下连梁抗剪超筋、大震下混凝土连梁损伤严重的现象,同时也为了提高结构的抗震性能和抗风舒适度性能,采用连梁阻尼器进行消能减震设计,制定适用于2#楼的消能减震方案。通过采取合理的抗震性能化设计目标和方法、加强关键构件的设计等措施,经过计算复核,本工程结构抗震性能目标能够满足规范要求,结构安全可靠。

    2020年11期 v.50;No.527 15-20+32页 [查看摘要][在线阅读][下载 4043K]
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  • 高地震烈度区某大高宽比住宅建筑结构优化设计

    朱杰江;顾元杰;

    高地震烈度区昆明某住宅项目采用剪力墙结构体系,结构总高度120.4m,存在一项凹凸不规则,且具有高宽比大、剪力墙在地震作用下内力大等特点。设计时在保证大高宽比结构满足规范要求的同时,还要使结构两个方向的动力特性相近。选用YJK,ETABS和SAUSAGE软件对结构进行计算,计算内容包括小震反应谱分析、小震弹性时程分析、中震分析、大震弹塑性时程分析以及大震弹塑性静力分析。并且根据专家要求,对结构关键部分进行了框架-剪力墙模型以及实体单元模型的补充验算,保证了结构设计的可靠性。结果表明:通过合理的结构平面布置,提高了结构效率,使结构在小震和大震作用下都能保证良好的抗震性能,安全可行。

    2020年11期 v.50;No.527 21-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 2216K]
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  • 延安大剧院结构设计

    王洪臣;张涛;褚玲;

    延安大剧院主体采用框架-剪力墙结构,双向超长,屋盖采用双向双层网架结构,并充分考虑风荷载和温度变化的影响。屋盖网架采用单体模型和整体模型分别计算的方法,取包络结果进行设计。框架柱(梁)上设置板式橡胶支座及成品双向滑动抗震铰支座,作为网架的支座,其有效减少了网架与主体之间的相互约束,使用效果良好。对转换柱、梁、桁架进行性能设计,提高抗震构造措施,保证其安全可靠。对于大悬挑和大跨度的混凝土构件,加设预应力筋,减少挠度和裂缝。根据分析结果,结构设计合理,可供设计参考。

    2020年11期 v.50;No.527 27-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 2281K]
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  • 湖南省博物馆新馆改扩建工程结构抗震性能设计

    卜丹;龚灵力;袁涛;李鹏;王四清;杨晓;彭爱萍;方辉;

    湖南省博物馆新馆采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,屋盖采用空间H型钢桁架结构,屋盖支承在主体结构中的方钢管混凝土柱上。主体结构为具有多塔、连体、楼板不连续等多项平面不规则的超限结构。采用多种计算软件对整体模型和单塔模型进行静力及动力反应分析,找出了结构的抗震薄弱部位和薄弱构件,并采取相应的抗震加强措施。结果表明,本工程具有较好的抗震性能,能够满足抗震设防要求。

    2020年11期 v.50;No.527 33-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 4444K]
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  • 厦门大学国际会议中心结构设计

    陈兰英;张建霖;

    厦门大学国际会议中心为叠合大跨高大空间、露天大仰角开口斜屋顶结构。以大跨大空间双层复杂屋面结构为研究对象,通过对主体结构的整体计算控制和加强措施,采用预应力混凝土屋架结构的形式解决露天开口斜屋顶的技术难题,成功地解决了跨度大、自重大导致弯矩过大、挠度裂缝过大的问题,以满足高大空间的建筑功能和独特的造型。同时阐述其使用阶段和施工阶段的设计计算及施工阶段的应变监测,简述空间斜撑在超长悬挑结构中的应用,有效地解决了工程实际问题,收到了良好的效果。

    2020年11期 v.50;No.527 41-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1858K]
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  • 建-桥合建高架车站性能化设计方法及算例

    李宗凯;

    针对以建筑为主体的建-桥合建高架车站,提出相应的结构性能化设计标准,并通过算例验证了该类高架车站的具体结构性能化设计方法,即车站整体按照建抗规计算,相关构件按照铁抗规及桥抗规复核;这一设计方法综合了建抗规、铁抗规和桥抗规的相关要求,并最大程度满足了上述规范的规定。此外,通过对比计算,比较按照新老规范设计的横向双柱建-桥合建高架车站之间的安全储备差异,得到按照建抗规进行结构性能化设计的车站结果偏于安全的结论。

    2020年11期 v.50;No.527 46-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1988K]
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  • 框架结构在撞击荷载作用下的动力响应分析

    王宇;姜孝林;赵会强;王伟;

    以某工程局部9层框架为研究对象,利用有限元软件LS-DYNA模拟汽车撞击钢管混凝土柱-钢梁混合框架、钢筋混凝土框架以及钢框架三种框架结构的过程,获得了三种框架结构钢材应力云图、混凝土损伤云图、撞击力时程曲线及结构变形等动力响应。分析了三种框架结构在撞击荷载作用下的破坏模式,分析结果表明:受到撞击荷载作用后,钢管混凝土柱-钢梁混合框架的动力响应具有局部性,而钢筋混凝土框架整体遭到严重破坏,结构发生连续性倒塌;钢管混凝土柱-钢梁混合框架的抗撞击性能远优于钢筋混凝土框架。并根据研究结果,提出框架结构的变形限值条件以及撞击力代表值的计算公式,用以评价、比较框架结构的抗撞击性能,给出了在实际工程中提高框架结构抗撞击性能的设计建议。

    2020年11期 v.50;No.527 52-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 3086K]
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钢与铝合金结构

  • 南京牛首山佛顶宫大穹顶铝合金板式节点试验研究及有限元分析

    刘小蔚;欧阳元文;

    南京牛首山佛顶宫大穹顶为单层铝合金单层网壳,采用铝合金板式节点连接。为直观了解节点受力性能和破坏机理,对杆件高度为550mm的足尺铝合金网格单元试件进行试验研究。结果表明,节点符合"强节点弱构件"的基本要求。在试验的基础上,采用ABAQUS及ANSYS软件对铝合金板式节点及铝合金网格单元进行有限元分析,有限元分析结果和试验现象基本一致,验证了有限元模型的合理性与有效性。试验与有限元模拟的对比分析结果表明,本项目采用的铝合金板式节点在设计荷载作用下是安全和可靠的。

    2020年11期 v.50;No.527 59-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 2251K]
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  • 新型环形钢牛腿转换节点的受力性能有限元分析

    陈炜;

    闽投营运中心采用竖向构件为钢管混凝土柱的框架-支撑芯筒结构体系。结合盖挖逆作法进行施工时,需在地下室顶板对防震缝两侧的钢管混凝土柱进行单、双柱转换。对6种转换节点方案进行比较,最终选用新型环形钢牛腿转换节点作为单、双柱的转换方案。转换节点承担的荷载巨大且受力情况复杂,采用ABAQUS有限元软件对节点的力学性能进行数值模拟和分析。结果表明,新型环形钢牛腿转换节点构造可靠,能够满足中震弹性的抗震性能设计目标。

    2020年11期 v.50;No.527 64-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 3906K]
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  • 钢管杆塔柔性法兰受弯承载力试验及焊缝受力

    王庭华;范文峰;黄国焕;李代君;张大长;

    柔性法兰节点通过内外两道角焊缝传力,具有安装快捷、加工简单且省材省时等特点。对柔性法兰进行受弯承载力试验,并对相应法兰进行有限元模拟分析,考察柔性法兰的受弯承载力特性,重点研究柔性法兰内外环向角焊缝的受力机理和分担比例。研究结果表明,纯弯作用下柔性法兰受拉侧外焊缝与主管连接处存在较大应力集中,受拉侧外焊缝为主要的传力焊缝,而内焊缝在保证柔性法兰节点安全稳定的前提下提供第二道传力机构;纯弯受力时柔性法兰受拉侧外焊缝与内焊缝受力分担比例比在3.6以上,设计及加工时应特别注意外焊缝的应力及质量,建议适当减小内焊缝焊脚尺寸至外焊缝的2/3,使法兰焊缝构造更加合理,该研究成果可为柔性法兰及其焊缝设计加工提供参考。

    2020年11期 v.50;No.527 70-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1902K]
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  • 直接剪切型锚栓群锚剪切性能试验研究

    全学友;罗晨;张鑫祥;刘宝;

    全螺纹锚栓与半螺纹锚栓单锚剪切试验结果表明,半螺纹锚栓的剪切刚度明显高于全螺纹锚栓,对于可判定为只承担剪力的锚栓,建议采用半螺纹锚栓。直接剪切型锚栓群锚、普通安装半螺纹群锚和普通安装全螺纹群锚的剪切试验结果表明,直接剪切型锚栓群锚剪切刚度显著高于对应的普通安装半螺纹群锚和普通安装全螺纹群锚,在用于固定加固钢板对混凝土构件进行承载力加固时,有利于保证加固钢板与被加固构件之间的协同受力。

    2020年11期 v.50;No.527 76-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1098K]
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  • 角钢拉压恢复力模型拟静力试验研究

    蔡小宁;武江传;巩妮娜;张锋;郭江培;周宇凌;

    角钢的受力性能对预应力自复位框架结构的抗震性能有着重要的影响,对角钢的受力性能进行了系统试验研究,共完成10组角钢的拟静力试验及2组角钢的单调加载试验。对试件的滞回曲线、骨架曲线、位移延性、耗能能力、残余变形等抗震性能进行了分析。结果表明:各试件的滞回曲线较为饱满,呈梭形;各试件的骨架曲线受角钢厚度t_a、角钢长度l_a和螺栓位置l_g等因素影响;试件的承载力随着t_a,l_a的变大以及l_g的减小而提高;角钢具有良好的耗能能力,试件的耗散能量大小随着t_a,l_a的变大以及l_g的减小而提高。对角钢的拟静力试验进行数值模拟,所得结果与试验结果吻合良好。

    2020年11期 v.50;No.527 80-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 2342K]
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  • 普通螺栓镀锌前后抗拉承载力及扭矩系数测试

    杨俊芬;李宝琪;战宇皓;王玉杰;胡锋涛;

    普通螺栓连接是我国现阶段输电线路钢结构中一种常用连接方式。由于所处的环境要求,都会采用防腐措施对螺栓进行保护。普通螺栓经过热浸镀锌后,其抗拉承载力和扭矩系数都会发生变化。为考察上述的变化情况,对不同厂家、不同等级、不同规格、镀锌前后普通螺栓的抗拉承载力和扭矩系数进行测试,并对结果进行分析。分析结果表明:镀锌后螺栓的抗拉承载力会有一定程度地降低,扭矩系数的平均值和标准差均有一定程度地增加,随着螺栓规格的提高,扭矩系数和标准差呈下降趋势。

    2020年11期 v.50;No.527 85-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1002K]
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  • 钢结构空间网架BIM仿真建模技术研究

    陈明;李阳;周观根;

    针对BIM技术发展现状,结合现有钢结构空间网架建模技术的优缺点,提出关于空间网架仿真建模的概念,实现钢结构空间网架BIM仿真建模。通过创建空间网架Revit标准构件库,并引用Revit API类库在Revit平台上进行二次开发,完成钢结构空间网架的建模。同时,针对MSTCAD数据接口文件进行开发,实现自动化建模。通过Revit参数化建模与Revit二次开发的结合,创新出Revit下钢结构空间网架BIM仿真建模的方法,为今后钢结构空间网架在Revit平台下的建模提供便利。

    2020年11期 v.50;No.527 90-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1816K]
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地基与基础

  • 重庆某连续斜坡上带核心筒的框架-剪力墙掉层结构基础嵌固设计

    徐诗童;余文柏;

    重庆某连续斜坡上带核心筒的框架-剪力墙掉层结构,由于无明显接地端,造成基础嵌固设计存在较大的不确定性。在强调概念设计的基础上,将此结构的基础嵌固问题转换为结构核心筒剪力墙的基础嵌固问题,进一步提出核心筒部分的"挖填找平"嵌固解决方案,即通过开挖边坡"挖平"、设置箱形基础"填平",最终形成具有统一标高的核心筒基础嵌固端,使核心筒基础由无明确接地端转变为明确的上、下接地端,从而解决结构的基础嵌固问题。在确保边坡稳定的前提下,并对结构采取一系列加强措施后,经多遇地震弹性分析及罕遇地震下静力弹塑性分析,认为该基础嵌固解决方案行之有效。

    2020年11期 v.50;No.527 96-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 3267K]
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  • 鹤山名门项目地下室抗浮设计与分析

    周佳伟;邓汉荣;

    由于鹤山名门项目地下室底板持力层为中风化花岗岩,因此选用岩石锚杆作为抗浮措施;并对岩石锚杆的基本构造,及锚固长度关于直锚长度、抗拔承载力、锚固体整体稳定性三个方面基本要求进行详细说明;随后综合两种常见的抗浮锚杆布置方式的优缺点,提出一种新型的锚杆布置方式——梅花型布置;最后按设计规范及相关要求,确定抗浮锚杆的承载力特征值和锚固长度。采用梅花型布置方式布置锚杆,利用有限元计算模型进行抗浮设计与分析,结果表明:抗浮锚杆受力均匀,底板变形满足设计要求,底板受力合理,其配筋率也相对经济。

    2020年11期 v.50;No.527 103-107+102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1285K]
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  • 滨海软土中超长后注浆灌注桩承载性能研究

    钟杰;李粮纲;金宗川;胡龙飞;漆帅;

    依托天津某主塔楼桩基工程,通过双循环静载试验及试验数据的分析,研究了滨海软土中超长后注浆桩的承载性能。结果表明,超长后注浆桩的荷载-沉降曲线呈缓变型;回弹时桩侧摩阻力反向,使得在第二次循环开始时,部分桩段的桩身轴力大于桩顶荷载;桩身弹性压缩是桩顶产生沉降的主要原因;桩的承载力主要靠桩侧摩阻力承担,有效桩长段上部的侧摩阻力充分发挥。试验桩的端阻比还不足3%,更多表现出摩擦桩的特性。此外,对现有的几种单桩承载力计算方法及结果进行了对比分析,并对单桩承载力计算方法适用性进行了讨论,提出了在滨海软土单桩极限承载力计算时的桩侧摩阻力增强系数优化值,可为今后类似工程的设计施工提供参考。

    2020年11期 v.50;No.527 108-113+84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1142K]
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  • 黏土中桩身表面粗糙度对单桩承载特性影响的试验研究

    郑志洪;梁海安;杨泽平;张敏思;杨勇;刘献刚;

    为研究预制桩桩身表面粗糙度和桩端条件对单桩承载特性的影响,预制了6种不同桩身粗糙度的桩,在室内进行了黏土中纯摩擦桩和摩擦端承桩的试验。试验结果表明:预制桩在黏土层中桩身表面粗糙度越大,其极限承载力越高;相同粗糙度不同桩端条件的桩,在荷载较小时荷载-沉降曲线基本重合,随着荷载的增大,相同荷载下,摩擦端承桩的桩顶沉降量小于纯摩擦桩的桩顶沉降量;在桩端处纯摩擦桩的侧摩阻力急剧减小而摩擦端承桩的侧摩阻力有所增强,经对这种现象分析认为,在摩擦端承桩中桩端处土体有挤压效应而使此处的侧摩阻力增大,在纯摩桩中,桩端底部是空的,桩土在桩端处相互作用较小而导致此处侧摩阻力减小。

    2020年11期 v.50;No.527 114-118+140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1995K]
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  • 细粉砂土含水率对混凝土扩盘桩抗压破坏影响试验研究

    钱永梅;周婷婷;田伟;

    通过原创的小模型半面桩原状土试验,分析不同含水率细粉砂土情况下,混凝土扩盘桩桩周土体的破坏状态。研究结果表明,在竖向荷载作用下,混凝土扩盘桩盘下土体的破坏性状基本为滑移破坏,但滑移范围随含水率变化而不同,其承载力也会受到影响,因此估算混凝土扩盘桩的承载力时应该乘以一个相应的调整系数,含水率不同调整系数也应有所差异。研究中改进了半面桩埋置试验的承土器和埋桩方法,提出了混凝土扩盘桩单桩抗压承载力计算时应考虑含水率,弥补了实际工程中忽略土体含水率对扩盘桩竖向承载力影响的缺陷,为完善混凝土扩盘桩在细粉砂土土层的设计应用提供理论基础。

    2020年11期 v.50;No.527 119-122+95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1412K]
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风工程

  • 珊瑚格对深圳蛇口邮轮中心表面风压影响的试验研究

    张竟辉;周奇;郗永军;沈小虎;

    珊瑚格结构具有浓厚的海洋文化气息,建筑设计中常被用来装饰临海建筑的结构外立面,但其对建筑表面风压的影响研究较少。通过刚体模型多点同步测压风洞试验方法,对设置不同珊瑚格的深圳蛇口邮轮中心表面风压进行了测试,分析了不同透风率珊瑚格和不同地貌下邮轮中心的幕墙和大跨度屋盖表面风压特性。试验结果表明:设置珊瑚格可以有效降低其背后幕墙和临近屋盖的平均风压系数和脉动风压系数;随着透风率的减小,幕墙和屋盖的平均风压系数和脉动风压系数均逐渐减小,并存在一个最优透风率,使得平均风压系数和脉动风压系数达到最小值;不同地貌下,背风侧的珊瑚格背后幕墙及其临近屋盖的平均风压系数和脉动风压系数均相差不大,迎风侧的珊瑚格背后幕墙及其临近屋盖的平均风压系数也相差不大,但脉动风压系数具有明显的差别。

    2020年11期 v.50;No.527 123-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 2950K]
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  • 柱状屋面风荷载体型系数数值模拟研究及取值建议

    于敬海;赵彧洋;蒋智宇;韩凤清;李路川;

    采用ANSYS Fluent软件对柱状屋面风荷载分布进行了数值模拟。应用SST k-ω湍流模型,研究风向角、矢跨比、长跨比以及两端是否封闭对柱状屋面风荷载体型系数的影响。结果表明,风荷载体型系数取值受矢跨比、屋面两端是否封闭和风向角影响较大,而受长跨比的影响较小。并将模拟结果与已有的风洞试验结果进行对比分析,验证了数值模拟结果的可靠性。最后给出了柱状屋面的风荷载体型系数的取值建议,为柱状屋面的结构抗风设计提供有益的参考。

    2020年11期 v.50;No.527 129-134+89页 [查看摘要][在线阅读][下载 2934K]
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  • 某滑雪场复杂山地地形风场的风洞试验与数值模拟研究

    杨立国;严亚林;李宏海;

    以张家口崇礼地区某建设中滑雪场为工程背景,对此工程所在的复杂山地地形的风场进行了风洞试验和数值模拟研究。研究结果表明,在山脊等高风速区域,风洞试验和数值模拟两种方法获得的结果吻合良好;在山谷等背风低风速区域,由于试验测速设备的局限等因素,数值模拟结果明显地大于风洞试验结果。根据数值模拟获得的风场数据,结合当地的气象数据,对滑雪场的风场环境进行了评估,给出了索道不同位置日最大平均风速大于特定风速的超越概率,为滑雪场的缆车索道规划提供风环境参考数据。

    2020年11期 v.50;No.527 135-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 3213K]
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