導(dǎo)流板在超高層建筑氣動(dòng)優(yōu)化中的應(yīng)用.pdf

1、氣動(dòng)優(yōu)化方法是抗風(fēng)設(shè)計(jì)的重要措施。目前，氣動(dòng)優(yōu)化措施主要是永久性地改變建筑外形，包括對(duì)建筑截面進(jìn)行切削角、凹角、開(kāi)設(shè)通風(fēng)走廊或使建筑沿高度扭轉(zhuǎn)、收縮等。但此類傳統(tǒng)措施也可能帶來(lái)不利的影響，如干預(yù)建筑外型設(shè)計(jì)、造成建筑空間利用率的損失、增加設(shè)計(jì)與施工的困難等。基于上述原因，本文結(jié)合一種適風(fēng)設(shè)計(jì)思想，將導(dǎo)流板應(yīng)用于高層建筑抗風(fēng)，實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)的氣動(dòng)優(yōu)化。而以往對(duì)導(dǎo)流板在高層建筑中應(yīng)用的研究卻非常少。因此，本文設(shè)計(jì)了多種導(dǎo)流模型，并以Ⅰ型、Ⅱ型兩

2、種具有代表性的方案作為研究對(duì)象，對(duì)導(dǎo)流板的應(yīng)用可行性進(jìn)行較為深入的研究。本文主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下:
　　首先闡述導(dǎo)流板在高層建筑抗風(fēng)中的應(yīng)用方法，提出導(dǎo)流板與強(qiáng)風(fēng)預(yù)警配合應(yīng)用，在強(qiáng)風(fēng)狀態(tài)下伸出實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)優(yōu)化，在常態(tài)風(fēng)下則收回恢復(fù)原貌。同時(shí)建議導(dǎo)流板的設(shè)計(jì)應(yīng)符合可操作、尺寸合理與全風(fēng)向有效性三個(gè)限制條件。
　　通過(guò)高頻天平試驗(yàn)，本文測(cè)試了不同尺寸參數(shù)的導(dǎo)流模型與方形截面標(biāo)準(zhǔn)模型的氣動(dòng)力，研究導(dǎo)流板對(duì)氣動(dòng)力的影響與導(dǎo)流板尺寸參數(shù)

3、對(duì)導(dǎo)流效果的影響。通過(guò)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)流板可以削弱高層建筑橫風(fēng)向荷載，且對(duì)順風(fēng)向荷載改變不大。同時(shí)，導(dǎo)流板的導(dǎo)流作用對(duì)其尺寸非常敏感，過(guò)小或過(guò)大的導(dǎo)流板都可能不利于其應(yīng)用，當(dāng)尺寸合理時(shí)，對(duì)橫風(fēng)向氣動(dòng)力的降幅可達(dá)20％左右。粗略地說(shuō)，以A方案為例，本文建議導(dǎo)流板的寬度宜保持在1/10建筑截面尺寸左右;其高度H控制在1/5～1/3截面尺寸左右;其開(kāi)啟角度α控制在45°左右。以B方案為例，本文建議其導(dǎo)流板寬度宜保持在1/10截面尺寸左右;其導(dǎo)流板

4、與立面距離保持在1/10截面尺寸左右。
　　通過(guò)二維數(shù)值模擬技術(shù)，本文采用非定常模擬的方式計(jì)算對(duì)比研究了Ⅰ型導(dǎo)流截面與方形截面的繞流特性，得到動(dòng)力系數(shù)時(shí)程與流場(chǎng)信息。對(duì)比后發(fā)現(xiàn)導(dǎo)流截面能夠有效降低截面升力系數(shù)幅值，同時(shí)也降低阻力系數(shù)均值。同時(shí)，與天平試驗(yàn)結(jié)果類似，當(dāng)導(dǎo)流板的尺寸逐漸增大為1/10，其降幅也逐漸增大。通過(guò)對(duì)比流態(tài)，本文發(fā)現(xiàn)導(dǎo)流板設(shè)置后使得截面繞流更加趨于流線型，這可能是升動(dòng)力得以降低的原因。
　　通過(guò)氣動(dòng)彈性模