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大跨度屋盖风致积雪重分布的数值模拟*

2021-08-26卢春玲陈锦焜刘宇杰

建筑结构 2021年15期
关键词:风速

卢春玲,陈锦焜,刘宇杰

(1 桂林理工大学土木与建筑学院,桂林 541004;2 广西土力学与工程重点实验室,桂林 541004;3 桂林理工大学有色金属矿产勘查与资源高效利用协同创新中心,桂林 541004)

0 引言

低温严寒地区降雪量较大且降雪频繁,建筑屋面所承受的雪压很大。另外,大雪通常会伴随大风,由于风的作用,使得建筑屋盖表面的积雪发生迁移或堆积,屋盖表面的积雪不再是均匀分布,特别是屋面低凹处会有大量的积雪。大量的积雪压垮屋盖的事故分析表明,屋盖表面不均匀分布的大量积雪是造成屋盖垮塌的因素之一。对于轻质的大跨度屋盖结构来说,雪荷载可能成为其结构设计的控制荷载。因此,有必要研究复杂屋盖表面积雪在风作用下的漂移过程,以便合理准确地确定大跨度复杂屋盖结构的雪荷载。

目前,风作用下积雪的漂移堆积效应的研究主要有现场实测、风洞试验和数值模拟三种方法[1]。20世纪90年代之前,建筑周围风雪运动的研究主要是依靠现场实测和风洞试验;20世纪90年代之后,随着高速、大容量计算机的出现和计算流体力学的发展,一些学者[2-8]基于两相流理论,把雪相看作是弥漫在空气中的连续相,利用有限体积法对大型建筑结构的风雪运动进行了数值模拟,获得了风作用下建筑结构周围积雪的不均匀分布。但现阶段,风雪运动的数值模拟尚处在发展阶段,仍然有大量得研究工作要做。本文以吉林新火车站为研究对象,采用Euler-Euler体系的两相流理论,在流体计算软件FLUENT 6.3基础上,通过编写UDF程序定义入口风速、湍流强度和漂雪边界条件,对屋盖及雨棚进行分区并导出雪压分布。……

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