超大跨度柱面穹顶风压分布特性模拟与分析

摘要

超大跨度穹顶结构一般都具有质量轻、刚度小、自振频率低等特点,对风荷载十分敏感,其风压系数分布的研究对工程设计意义重大.规范对于相似外形的落地拱屋面的风荷载规定能否直接应用于800m跨度柱面穹顶设计中,还不明确;同时,根据工程实际的需求,穹顶形式多样,不同的矢跨比、尺度大小和纵横比对风压系数分布的影响也未知.因此,采用经过准确性验证的CFD数值模拟方法对不同形式的穹顶进行风压系数分布的数值模拟,分析800m跨度柱面穹顶的风荷载分布特性;将模拟结果和现行荷载规范对比,探讨规范条文的适用性,并且分析了风向角、矢跨比、尺寸效应和纵横比对风压系数分布的影响.结果表明,现行荷载规范条文无法直接应用于超大跨度柱面穹顶的设计;矢跨比对风压系数的分布影响最大,纵横比的影响次之,矢跨比一定时,穹顶结构风荷载基本不随结构跨度变化.本文计算方法及相关结论可为以后超大跨度穹顶风荷载相关研究提供重要参考.