襄阳大剧院风荷载风洞试验研究.doc

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1、襄阳大剧院风荷载风洞试验研究李书进麵噩李正农武汉理工大学土木工程与建筑学院湖南大学土木工程学院摘要：大跨度、复杂体型、结构新颖的建筑物对于风荷载较为敏感.为Y满足襄阳大剧院抗风设计安全要求，有必要对其进行风洞试验研宂.详细介绍了风洞试验所采用的主耍技术参数和数据处理方法.通过风洞试验研宄了该建筑物在24个风向角作用下的风荷载分布规律，讨论了不同风向角下模型结构体型系数的变化规律，并对外立面幕墙和屋面的风荷载分布规律进行了分析，指出了风压作用最不利位置和薄弱之处，为该剧院的结构设计提供指导和科学依据.关键词：复杂结构;风洞试验;风荷载;风压系数;体型系数;作者简介：李书进(196

2、7一)，男，湖北仙桃人，博士，教授，主要从事工程结构抗风与抗霞的研究.E-mail:sjli@whut.edu.cn收稿曰期:2017-01-18基金：W家自然科学基金项目(51678464)WindtunneltestforcharacteristicsofwindloadonXiangyangOperaHouseLIShu-jinLIWeiSUNLeiKONGFanLIZheng-nongSchoolofCivilEngineering&Architecture，WuhanUniversityofTechnology;SchoolofCivilEngineering,Hun

3、anUniversity;Abstract：Withlargespanandcomplexshape，novelstructuressuchasXiangyangOperaHousearesensitivetowindload,soitisnecessarytoconductawindtunneltestinordertoguaranteesafetydesignoftheoperahouse.Themaintechnicalparametersanddataprocessingmethodsusedinwindtunneltestareintroducedinthispape

4、r.Throughthewindtunneltest,thedistributionofwindloadunder24winddirectionanglesisstudied,andthevariationlawofshapecoefficientsofthemodelstructureunderdifferentwinddirectionsisdiscussed.Inaddition,thedistributionofwindloadonthefacadecurtainwallandtheroofisanalyzed,andthemostunfavorableposition

5、andweakpointsofwindpressureonthisbuildingarepointedout.Resultsfromthisstudycanprovideguidanceandscientificbasisforthestructuraldesignoftheoperahouse.Keyword：complexstructure;windtunneltest;windload;windpressurecoefficient;shapecoefficient;Received：2017-01-18襄阳大剧院位于襄阳市东津新区，计划占地面积8公顷，建筑面积6.5万m

6、,剧院外观造型如盛开的六瓣莲花，结构新颖，外形复杂，如图1所示.相对于传统建筑而言，这类体型复杂、结构新颖的建筑物对于风荷载更加敏感，甚至成为此类建筑结构设计的主要控制荷载m.基于此，近年来研宄者们对大跨度或者体型复杂的建筑物风荷载作用进行了深入研宄1^1，但仍无法给出一套可行计算方式来预估这类建筑的风压分布.我国规范中也没有给出相应的设计参考数据，只是指出应该依据风洞试验来确定其风压分布因此，为保证结构的安全性，对于复杂结构体型的建筑物有必要进行风洞试验，研宄其风荷载分布及承受不同角度风荷载作用时的风荷载分布规律，从而综合评价结构的抗风性能.襄阳大剧院建筑外形复杂，女儿墙悬挑

7、较大，建筑主体相对外层幕墙呈现下F1构造，外立面幕墙大小花瓣交错，合理地给出它的风荷载分布特性对结构抗风设计具有重要的意义.本文针对襄阳大剧院的整体建筑设计方案，对其进行缩尺模型的风洞试验，以研宄该建筑物风荷载的分布规律和特性，为其结构设计提供科学依据.1试验概况与数据处理方法1.1模型制作与测点布置襄阳大剧院建筑主体高度32m，女儿墙最高处52m，棊底形状不规则，东西最宽处277m，南北最长处522m.按照襄阳市东津新区的城市规划方案，模拟《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)所