下击暴流作用下大跨穹顶屋面开洞对风压特性的影响研究

摘要

为揭示大跨穹顶结构因下击暴流作用而开洞破坏后屋面风压的变化规律，基于壁面射流模型分析大跨穹顶开洞屋面的内外风压分布。首先，验证了平面壁面射流模型模拟出的下击暴流风场的准确性，并通过风洞试验进一步验证，接着，通过数值模拟研究屋面在不同位置破坏开洞对大跨穹顶结构内外风压分布的影响，并进一步研究屋面负压区不同开洞率和不同矢跨比对结构风压分布的影响。结果表明，屋面的负压区破坏开洞后，屋面风压作用得到降低；与封闭建筑相比，同一区域处开洞率为7.5%的外风压系数最大可降低31.8%;内风压系数的幅值随着开洞率的增大整体有减小的趋势，开洞率为2.5%时内压达到负极大值约为-0.51;屋面内外合风压系数由负值变为正值，大部分幅值明显减小，总体平均降幅约为140%;随着矢跨比的不断减小，屋面内外风压体型系数在不断减小，内风压体型系数的减小速率不断衰减。研究结果可为开洞屋面的大跨穹顶结构的抗风设计提供参考。

关键词

下击暴流 / 壁面射流 / 大跨穹顶结构 / 屋面开洞 / 风压系数 / 开洞率