体育场馆建筑群风荷载分布及相互影响分析

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大跨度体育场馆建筑群由于各建筑的屋盖结构外形复杂独特,而常常被视为一个国家或地区的标志性建筑。随着社会的不断发展,大多数的体育中心以体育场馆建筑群的形式出现,很少有仅对单个体育场馆的规划。对大跨度体育场馆建筑群进行风荷载研究的时候,不仅需要对无周边建筑物影响的体育场馆进行风荷载特性的分析,还需要考虑体育场馆建筑群内各建筑之间相互干扰对风荷载分布的影响。我国现行的《建筑荷载规范》中,只对一般常见的单体建筑形式的抗风设计参数进行明确具体的规定,但并没有对这类外形复杂的体育场馆建筑群的抗风设计方法提出有效的意见。因此,对体育场馆建筑群的风荷载分布进行分析已成为尤为重要的研究课题,同时为该类形式的建筑群体今后的抗风设计提供强有力的理论参考依据。以葫芦岛市体育中心建筑群为实际工程背景进行风荷载分布的研究。首先对无周边建筑物干扰的情况下的体育馆屋盖结构的绕流风场进行数值模拟计算分析。选用FLUENT计算平台和计算流体力学(CFD)技术,选用SST k-ω湍流物理模型,分析不同风向角对体育馆屋盖结构表面风荷载分布的影响。其次,考虑体育场对体育馆屋盖结构的风压分布的干扰影响,对体育馆屋盖结构进行数值模拟,并将计算结果同其风洞试验的结果进行对比分析,证明数值模拟技术的有效性和可行性。然后,讨论不同干扰因素(包括不同风向角的影响,体育场开口方向的影响及体育场馆之间相对位置的影响)对体育馆屋盖结构风荷载的影响,分析其相应的干扰机理。通过研究发现,大跨度体育场馆建筑群中,较高大的场馆对其他场馆的风荷载分布影响明显。体育建筑群各建筑之间的位置、外形以及风向角的不同都会对其风荷载分布造成一定程度的影响。当较高大的体育场处于上游时,对下游的体育馆风荷载有着十分显著地遮挡干扰效应。若较高大的体育场处于体育馆下游时,对体育馆的来流起着十分明显的阻挡作用。所以,在今后的对这类结构群体进行整体分析设计时,考虑各场馆之间的相互影响是非常有必要的。
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