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开敞建筑顶棚风荷载试验和数值模拟研究

李明,  蒋媛,  张奥,  朱皓

李明, 蒋媛, 张奥, 朱皓. 开敞建筑顶棚风荷载试验和数值模拟研究[J]. 工业建筑, 2026, 56(8): 110-120. doi: 10.3724/j.gyjzG25032502
引用本文: 李明, 蒋媛, 张奥, 朱皓. 开敞建筑顶棚风荷载试验和数值模拟研究[J]. 工业建筑, 2026, 56(8): 110-120. doi: 10.3724/j.gyjzG25032502
LI Ming, JIANG Yuan, ZHANG Ao, ZHU Hao. Experimental and Numerical Simulations of Wind Loads on Open Building Canopies[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2026, 56(8): 110-120. doi: 10.3724/j.gyjzG25032502
Citation: LI Ming, JIANG Yuan, ZHANG Ao, ZHU Hao. Experimental and Numerical Simulations of Wind Loads on Open Building Canopies[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2026, 56(8): 110-120. doi: 10.3724/j.gyjzG25032502

开敞建筑顶棚风荷载试验和数值模拟研究

doi: 10.3724/j.gyjzG25032502
基金项目: 

中国电建集团成都院科技项目(P49321,P62824)。

详细信息
    作者简介:

    李明,正高级工程师,主要从事结构防灾减灾工程方面的工作。

    通讯作者:

    蒋媛,博士研究生,正高级工程师,主要从事建筑结构抗风设计,2012026@chidi.com.cn。

Experimental and Numerical Simulations of Wind Loads on Open Building Canopies

  • 摘要: 针对建筑屋顶附属雨棚在复合干扰下的风荷载作用机理不明问题,通过风洞试验与数值模拟相结合的方法,系统研究了不同建筑高度与风向角对雨棚风压分布的影响规律。基于1∶50缩尺模型的风洞试验,模拟B类地貌风场,分析了建筑高度(6,12,18,24 m)及风向角(0°~45°)对平均风压与极值风压的调控效应。数值模拟采用NSRFG方法生成湍流边界层,结合大涡模拟(LES)解析流场特性,并通过涡量分布与流场结构揭示了风荷载动态响应机制。研究表明:建筑高度显著影响雨棚风荷载,临界高度为12 m时极值风压系数达-3.0,且风向角25°附近风荷载方向敏感性最强;风压分布受柱状涡与锥形涡主导,迎风缘涡流分离导致局部负压峰值,下表面正压与上表面负压叠加形成“双负效应”,加剧整体风吸力;数值模拟进一步表明,12 m高度下柱状涡尺度与尾流涡强度最大,覆盖雨棚全表面,导致风荷载骤增。研究成果阐明了屋顶雨棚在复杂干扰下的风压动态演化机理,为开敞建筑顶棚的抗风设计提供了理论依据,并验证了试验与数值方法协同研究的有效性。
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  • 收稿日期:  2025-03-25
  • 网络出版日期:  2026-11-06

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