青岛新火车站主站房风洞实验研究

摘要

近年来，我国的大跨屋盖结构广泛地应用于公共建筑中，这类结构对风荷载十分敏感，已成为控制屋盖结构设计的主要荷载之一。同时由于此类大跨结构形态独特无法通过现有结构设计规范及已有资料获得满足结构设计的风荷载的有关参数，目前解决办法主要是通过对拟建建筑物的模型进行风洞实验，以确定其表面风荷载的有关参数，从而保证设计的安全。
　　本文利用相似性原理对拟建的青岛新火车站主站房屋盖进行刚性模型的风洞实验，通过模拟大气边界层及建设场址周围地形地貌的条件下，在风洞中进行全方位风向角下的风洞实验，经处理所采集到的风压数据，得出主站房屋盖在各种风向情况下的风压分布规律，绘制出了青岛新火车站主站房屋盖在各个风向角下的屋盖平均风压系数分布等值线图和体型系数分布图，利用风洞实验所获得的屋盖的平均风压系数和脉动风压时程，进而通过ANSYS有限元软件进行了主站房屋盖结构的风振响应分析，得出了结构脉动响应三个方向的位移风振系数值，并分析研究主站房屋盖表面风压分布特性和风振响应特性。
　　本文的主要结论：主站房屋盖的平均风压以负值为主，脉动风压与平均风压分布规律相似，屋盖外悬挑部分的体型系数随风向角变化大，其体型系数极值比规范规定值要大，对悬挑部分屋盖需要同时考虑正负压的最不利的受荷状况；主站房动力响应需考虑高阶振型的影响，屋盖三个方向的位移风振系数在同一风向角作用下相差不大，且随风向角的变化不大，整个屋盖各区的位移风振系数可统一取1.62来考虑风振响应。