指廊式航站樓風荷載特性的CFD數值計算方法定量研究

黃政 顏衛亨

(1.中國市政工程華北設計研究總院有限公司 天津300074； 2.長安大學建筑工程學院 西安710061)

引言

指廊式航站樓在風荷載作用下表面氣動特性十分復雜[1-3]，雖然組成航站樓的各單體外形較為規則，但由于其組合體形狀不規則且體量大，周圍風場繞流復雜，指廊所形成的U 形區域內渦流交織，故其表面風壓分布特征和周圍湍流流場呈現出較強的復雜性，同時航站樓屋蓋具有質量輕、阻尼小等抗風不利因素，因此往往對風致響應十分敏感，屬風敏感結構，風荷載成為結構設計和分析的主要荷載之一。 對于此類復雜體型建筑，除了常用風洞試驗外，CFD (Computational Fluid Dynamics)數值風洞計算技術可以高效和方便地對建筑表面風壓分布和周圍湍流流場進行預測分析，由于其周期短、費用低而被廣泛應用[4-9]。 目前CFD 的技術水平，可實現對簡單形體表面風荷載預測的實用化； 對于復雜形體還未達到像風洞試驗那樣的可信度。 新的CFD 計算方向，是將其用于復雜形體并展開相應的技術研究[10]。 文獻[5]研究了大跨度張弦梁屋蓋結構的風致響應，相關成果可為具有類似形體結構的抗風設計和研究提供理論基礎。 文獻[7]采用LES方法對復雜大跨屋蓋結構的風荷載進行了CFD數值計算分析，建立了基于 CFD 數值計算的復雜體型大跨屋蓋結構風荷載的預測方法。 文獻[9]以昆明新機場的指廊式航站樓為背景，采用CFD 計算技術獲取結構風載體型系數，可應用于工程結構抗風的初步設計。……