交错布局折叠网壳帐篷群的风致干扰效应研究

摘要

折叠网壳帐篷属于典型的风敏感低矮建筑，广泛应用于民用和军事领域。在应急宿篷或野营使用时往往出现群体布置，而目前我国设计规范对低矮建筑群体的风致干扰效应尚未规定，国外设计规范虽有些规定但未有明确的取值方法，规定滞后于应用，导致折叠网壳帐篷群在设计和使用过程中无据可依，且可能存在安全隐患。因此，综合考虑结构安全、场地条件、通风和日照情况，为使群体布局和设计合理，亟需对不同布局折叠网壳帐篷群的风压分布特性和风致干扰效应进行研究与探讨，从而尽可能回避放大效应和利用遮挡效应，优化群体布局，为帐篷的单体设计、群体规划布局设计和使用安全提供理论依据。
　　本文基于流体动力学和大气边界层基本理论，运用FLUENT软件并借助单体帐篷的风洞试验，探讨与分析湍流模型、离散格式和求解算法等关键技术及参数，建立交错布局帐篷群的数值风洞。以布局方式、风向角、横向疏密系数和纵向疏密系数为分析参数，运用数值风洞对96种工况帐篷群中目标帐篷进行表面风压分布特性数值模拟研究，得到不计干扰效应的帐篷群间临界间距，以及单体帐篷各分区的风压变化规律。在此基础上，以风向角和横纵疏密系数为参数对6种布局(规则布局和交错布局)中各帐篷表面的风压分布特性进行分析与探讨，得到干扰因子及适用于群体帐篷的风荷载体型系数，为折叠网壳帐篷群体设计提供理论依据。结果表明：交错布局折叠网壳帐篷群风致干扰效应不可忽略，90°风向为最不利风向角，设计及使用时应引起足够的重视。