外文翻译-基于风洞试验的大跨度悬挑屋盖迎风面风压特性的研究

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1、2014届华北科技学院本科外文翻译半北科技学院英文题目：WindPressureCharacteristicsatWindwardSideofLong^SpanCantileveredRoofbyWindTunnelTest中文题目■■基于风洞试验的大跨度悬挑屋盖迎风面风压特性的研究姓名：王政印学号：201005024129专业班级：土木B10-1学院：建筑工程学院指导教师：齐宏伟2014年03月01日2009年1月第17卷第1期西南交通大学学报文章编号：1005-2429(2009)01-0036-06基于风洞试验的大跨度悬挑屋盖迎风面风压

2、特性的研究鲜荣廖海黎李明水(西南交通大学土木工程学院，成都610031)摘要：通过风洞试验对刚性大跨度悬挑屋盖模型进行了测试。通过分析风向角与风压系数、风向角与风荷载体型系数之间的关系，发现90。是最不利风向角。风压在迎风面边缘的波动通过功率谱密度(PSD)和相干函数来反映。外表而测点和内表而测点间的相关系数表明最大升力是在90。风向角上产生的。关键词：大跨屋盖；风洞试验；相干函数；相关系数引言作为一种新型的空间结构，大跨度屋盖具有柔度大、自重轻、阻尼小、自振频率低等特点。在自然风力作用下，屋顶容易发牛大振幅的振动，从而导致结构组件的损坏。因

3、此，风荷载是结构设计的主要控制指标之一。此外，由于存在着多种类型的大跨度屋顶，如悬挑屋顶、封闭式屋顶、开敞式屋顶、鞍形屋顶，因此风荷载通常不能直接用一个统一的公式来计算这种悬挑屋盖一般用于大规模体育场馆。以往的研究卩旳表明，在迎风边缘处的负风压和风压梯度都很大。这是因为，在外表面和内表面的风压力具有相同的方向，然后形成一个较大的合力升力，它可能将屋顶掀翻。因此，悬挑屋盖的风荷载需要进一步分析，以寻求一般性规律。在本文中，我们通过计算风压系数等值线和风荷载体型系数来确定最不利风向角。为了获取风荷载特性，分析了大跨度悬挑屋顶迎风面处风压的功率谱密

4、度(PSD)o此外，具有代表性测点的相干函数表明90。是最不利风向角。1风洞试验1.1实验器材实验是在西南交通大学风工程研究屮心的XNJD-1工业风洞进行的。风洞试验部分的尺寸是8.0mx3.6mx3.0mo风速由DANTEC流线热线系统来测量，范围从1.0m/s至U25.0m/so风压由SCANIVALVE电子扫描阀系统来测量。C型风场通过尖顶、锯齿形挡板和粗糙元来进行模拟。风廓线指数为0.223,接近建筑结构荷载规范(GB50009・2001)⑴的推荐值。脉动强度参考了公路桥梁抗风设计规范(JTG/TD60・01・2004)⑵。模型顶部的

5、脉动强度为21.9%。图1示出了风廓线和脉动强度的模拟分布图。图2示出了模型顶部的风速谱。脉动强度/%0.00.00.20.40.60.81.()1.2规范化风速无重纲功率谱密度——实验谱I0-*折合频率10°图1风廓线和脉动强度分布图图2模型顶部风速PSD图•…•达文嚴特谱二L—卡门谱1.2试验模型图3风洞中的模型用一个1:200的刚性模型来模拟体育场馆。该模型的外表面和内表面是由玻璃纤维增强塑料制成的。外表面和内表面之间的间隙为3mmo图3示出了风洞中的模型。女口图4所示，每个表面上均分布着188个测点，其中Ai、Bi（B：）、…、Z3（

6、Z「）分布在外表面上，a】、bi（b；）、…、Z3（Z3‘）分布在内表面上。定义从北到南的流动方向是0。风向角。围绕这个模型的是相互间隔为22.5。和72个分区的16个风向角（参见图5和图6）。5个电子扫描阀用来同时测量在这些点上的风压⑴。采样频率是200Hz；样木总量是16384；在模型顶部的平均风速是10m/s。5$J;«逆时针旋转北丄8375T60Z

7、（Z［）z：H）建筑物图4测点的分布图5分区的分布2风荷载特性2.1风压系数风压系数表示为:0.5pV；其中，％和Ph分别代表风速和静压力，R是第i个测点的风压，°是空气密度。净风压系数是

8、外部和内部风压系数Z和。负风压系数是由远离表面风荷载所产生的。屋顶的网格按Kiriging方法划分〔刃。图6示出了在0。,90。和270。的风压等值线。(a)0°(b)90°(c)270°图6在0°,90°和270°的风压等值线。在0°时，迎风边缘倒角过渡，没有明显的分离流。平均风压系数，大约是迎风边缘-0.2,中跨区域-0.2,背风区域-0.7o当风向角为90。时，屮跨区域的风压系数受到屋顶前面建筑物尾波的强烈影响。另一方面，分离流很容易岀现在迎风边缘，在那里风压系数等值线分布密集，风压系数达到最大负值-1.4o这类似于参考文献[6,10,

9、11]中介绍的情况。在270。时，在迎风边缘出现明显的分离流。最大风压系数出现在迎风边缘的中心，为・1.1,由于倒角过渡，这比90。时的要小。总Z,90。是最不利风