沈阳体育场主看台悬挑屋盖风压数值模拟分析

体育场主看台悬挑屋盖表面风压的数值模拟深入探讨了辽宁工程技术大学土木建筑工程学院梁付勇教授针对沈阳某大型体育场的主看台悬挑屋盖所进行的一项关键性研究。这项工作聚焦于模拟不同风向角下的风压系数，以便更准确地理解风荷载对结构安全性的影响。 首先，作者强调了大型体育场主看台悬挑结构作为风敏感结构的特点，特别是在强风条件下，风荷载和悬挑屋盖的风致振动对结构安全至关重要。模拟中，选取了一个具体实例，屋盖的尺寸为78米长、15米宽、18米高，以0度风向角为起点，模拟区域设定为100米高、200米长、300米宽，采用非结构化四面体网格进行网格划分，其中靠近建筑物表面的部分进行了局部加密，以提高模拟精度。 接着，数值模拟的关键在于设置合理的边界条件，例如10米高度处的参考风速设定为34.8米/秒，地面粗糙度系数为0.19，这些参数对风速和湍流强度的分布起到了决定性作用。模拟结果显示，当风向角小于90度时，屋盖下表面风压变化相对较小，呈现正压状态，最大值可达1.4，而上表面则主要表现为负压，负压值在前缘处达到最低，约为-2.0。这种正负压的交互作用会形成一个显著的上升力，对屋盖结构造成潜在的挑战。 为了减小屋盖的风荷载，研究着重于减弱屋盖前缘的气流分离和上侧涡流，这可以通过优化设计或采用特定的风洞试验验证。数值模拟的结果与实际风洞试验数据有良好的一致性，证明了这种方法在预测和分析大型体育场悬挑屋盖风压方面的有效性。 这项研究不仅提供了对大型体育场主看台悬挑屋盖表面风压的深入理解，也为实际工程中的风工程设计提供了科学依据和技术指导，有助于确保此类结构在极端气候条件下的安全性和稳定性。