扰流板对分离泡诱导下平屋盖表面风荷载的影响研究

摘要

通过风洞测压试验,研究对比了设置扰流板前后,分离泡诱导下平屋盖表面风压特性的变化;基于此,分析了扰流板作用机理,并给出了扰流板的推荐倾角。研究了平屋盖表面风压分布及统计值的变化,结果表明:设置扰流板后,除迎风前缘附近,屋面平均和脉动风压均减小;分离区内风压偏度和峰度值显著降低,非高斯脉动特性减弱。探讨了扰流板对于顺风向和横风向风压相关特性的影响:顺风向风压相关性减弱;横风向风压相关性的减弱仅体现在迎风前缘附近。给出了平屋盖表面风荷载整体合力(矩)的变化,发现当扰流板倾角为0°、10°和20°时,整体合力均值分别减小6.3%、8.2%和6.6%;倾覆力矩均值分别减小18.2%、21.9%和23.3%。基于所得风荷载,对平屋盖整体结构进行静力响应分析,发现设置扰流板将减小主体结构柱底轴力、柱底弯矩和跨中位移,最大降幅分别为13.1%、15.6%和10.1%。综合风压统计值、风压相关性、整体合力和内力响应指标,指出分离泡诱导下,所考察工况范围内的平屋盖表面扰流板推荐倾角为10°。