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文檔簡介

中國工程建設(shè)標準化協(xié)會團體標準

T/CECS×××—201X

建筑外圍護結(jié)構(gòu)風洞測試方法

Windtunneltestmethodofbuildingenvelopestructure

(征求意見稿)

(提交反饋意見時,請將有關(guān)專利連同支持性文件一并附上)

201X-XX-XX發(fā)布201X-XX-XX實施

中國工程建設(shè)標準化協(xié)會發(fā)布

T/CECSXXX—201X

目次

目次................................................................................I

前?言...............................................................................II

1范圍.................................................................................1

2規(guī)范性引用文件.......................................................................1

3術(shù)語和定義...........................................................................1

4測試設(shè)備.............................................................................2

5風洞試驗.............................................................................3

6數(shù)值模擬.............................................................................7

7抗風性能測試.........................................................................9

I

T/CECSXXX—201X

建筑外圍護結(jié)構(gòu)風洞測試方法

1范圍

本標準規(guī)定了用于建筑外圍護結(jié)構(gòu)風洞測試的術(shù)語和定義、測試設(shè)備、風洞試驗、數(shù)值模擬、抗風

性能測試。

本標準適用于建筑外圍護結(jié)構(gòu)的風洞試驗和測試,附著于建筑外圍護結(jié)構(gòu)的構(gòu)件、受風情況與建筑

外圍護結(jié)構(gòu)相似的構(gòu)筑物,如光伏板、天線、桅桿、戶外門等可參考本標準開展風洞測試。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,

僅該日期對應的版本適用于本文件。不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文

件。

GB50009-2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范

JGJ/T338-2014建筑工程風洞試驗方法標準

JGJ/T481-2019屋蓋結(jié)構(gòu)風荷載標準

T/CECS1048-2022建筑外圍護結(jié)構(gòu)抗風設(shè)計標準

3術(shù)語和定義

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009、《建筑工程風洞試驗方法標準》JGJ/T338、《屋蓋結(jié)構(gòu)風荷載

標準》JGJ/T481、《建筑外圍護結(jié)構(gòu)抗風設(shè)計標準》T/CECS1048界定的及下列術(shù)語和定義適用于本文

件。

3.1

大氣邊界層Atmosphericboundarylayer

接近地面、風場特性隨高度明顯變化的大氣層部分。

3.2

邊界層風洞Boundarylayerwindtunnel

由人為產(chǎn)生并可控制氣流、模擬大氣邊界層流場特性的洞體狀試驗設(shè)施。

3.3

風洞試驗Windtunneltest

在風洞中進行,研究空氣流經(jīng)物體所產(chǎn)生的的流動現(xiàn)象和氣動效應的試驗。

3.4

抗風性能測試Windresistancetest

在風洞中進行,檢驗指定風速、風向條件下結(jié)構(gòu)或構(gòu)件是否滿足相關(guān)抗風指標要求的測試。

3.5

建筑外圍護結(jié)構(gòu)Buildingexteriorenvelopestructure

1

T/CECSXXX—201X

遮擋在建筑外表面,用以抵御風雨、溫度變化、太陽輻射等環(huán)境作用,并將其傳遞至主體結(jié)構(gòu)的構(gòu)

件組成的結(jié)構(gòu)。

3.6

剛性模型Rigidmodel

在試驗風速下,變形和位移及其對流場的影響可以忽略不計的建筑物模型。

3.7

整體模型Overallmodel

風洞試驗中模擬完整的建筑物外形的試驗模型。

3.8

典型構(gòu)件Typicalcomponents

建筑外圍護構(gòu)件中分布范圍較廣、具有代表性的構(gòu)件。

3.9

特殊構(gòu)件Specialcomponents

建筑外圍護構(gòu)件中受風情況較為復雜的構(gòu)件。

3.10

局部放大整體模型Locallyamplifiedmodel

局部構(gòu)件進行放大的整體模型。

3.11

局部模型Sectionalmodel

風洞試驗中模擬局部建筑物外形的試驗模型。

3.12

原型板塊Prototypeplate

風洞測試中材料、尺寸、構(gòu)造及邊界條件與實際建筑外圍護結(jié)構(gòu)一致的板塊。

4測試設(shè)備

4.1風洞

4.1.1用于建筑工程試驗的風洞應按邊界層風洞進行設(shè)計,其氣動布局可采用直流式或回流式。

4.1.2風洞投入正式使用前應進行流場校測和驗收。

4.1.3流場校測應在不高于20m/s的常用風速下進行,測試范圍應以模型區(qū)的試驗段截面中心為基準,

取寬度與高度的75%??诊L洞時模型中心區(qū)的流場性能應滿足下列規(guī)定:

1動壓穩(wěn)定系數(shù)不應大于2.0%;

2湍流度不應大于2.0%;

3軸向靜壓梯度不應大于0.01/m;

4流場不均勻度不應大于2.0%;

5點流向偏角不應大于1.5。

4.1.4轉(zhuǎn)盤角度定位的允許偏差應為±0.2。

4.2其它儀器與設(shè)備

4.2.1商業(yè)產(chǎn)品化的風洞測試設(shè)備應具有合格證書和校測報告,自主研發(fā)的風洞測試設(shè)備應滿足測試

精度的要求。

2

T/CECSXXX—201X

4.2.2試驗設(shè)備應按設(shè)備使用說明操作,并應按要求定期校準。應建立使用維護檔案,定期進行保養(yǎng),

確保其處于正常狀態(tài)。

4.2.3測試設(shè)備的量程、精度和頻率響應特性應滿足相關(guān)試驗的測量要求。

5風洞試驗

5.1試驗模型

5.1.1試驗模型應滿足與試驗原型的幾何相似,并應包括周邊環(huán)境模型和風洞試驗模型,試驗模型阻

塞比宜小于5%并不應超過8%,阻塞比指所有建筑模型在風洞試驗段橫截面的最大投影面積與風洞試

驗段橫截面面積之比。

5.1.2周邊環(huán)境模型應包括可能對試驗結(jié)果產(chǎn)生顯著影響的周邊建筑或地形特征,半徑范圍r不應小

于或者;為以項目區(qū)域中心為圓心,最外圍建筑與圓心的距離;為研究建筑區(qū)域或鄰近

Smax2hSmaxh

區(qū)域內(nèi)最高建筑的高度,當場地內(nèi)較高建筑物數(shù)量較多時,h可界定為這些較高建筑的平均高度。

5.1.3項目設(shè)計基準周期內(nèi),鄰近周圍環(huán)境可能發(fā)生顯著變化時,宜通過不同周邊環(huán)境模型考慮其對

試驗結(jié)果的影響。

5.1.4風洞試驗模型包含整體模型和局部模型,整體模型幾何縮尺比例宜選用1:100-1:400,局部模型

幾何縮尺比例不宜小于1:100。

5.1.5整體模型典型構(gòu)件由于尺寸限制無法布置測點時,可將整體模型上部分典型構(gòu)件單獨放大得到

局部放大整體模型,放大的構(gòu)件不應對模型整體風荷載產(chǎn)生顯著影響。

5.1.6整體模型特殊構(gòu)件由于尺寸限制無法布置測點且不宜通過局部放大的方式布置測點時,可構(gòu)建

局部模型用于試驗,必要時可采取措施減小端部效應。

5.1.7風洞試驗模型應模擬對建筑外圍護結(jié)構(gòu)荷載有顯著影響的建筑細部構(gòu)造,某些細部構(gòu)造尺寸與

整體尺寸相差很大導致無法嚴格幾何相似時,如面板穿孔時,應選擇合理孔徑采取穿孔率等效的方式進

行處理,縮尺后孔徑尺寸小于3mm宜取3mm,處理后面板風壓分布規(guī)律、有效透風效應等情況應與處

理前一致。

5.1.8風洞試驗模型為剛性模型,應具有足夠的整體剛度以避免試驗時出現(xiàn)較大振動,對于模型可能

剛度不足的情況宜在保證外形不變的情況下采取增加模型壁厚、內(nèi)部增加支撐、外部拉細鋼絲或其他不

影響氣動特性和模型受力狀態(tài)的輔助措施增加模型剛度。

5.1.9風洞試驗模型具有分離點不確定的弧形區(qū)域時,應在弧形區(qū)域采取增加粗糙度的方法降低雷諾

效應的影響。

5.1.10風洞試驗模型主要尺寸加工誤差應不大于2%。

5.1.11風洞試驗模型表面測點布置應能夠反映風壓分布規(guī)律,在壓力變化較大的區(qū)域應加密測點,測

點平均密度不少于實體表面積120㎡一個測點,對于雙面承受風壓的區(qū)域應在兩面的對應位置布置測

點。

5.1.12測壓孔應滿足以下要求:

1內(nèi)徑一般為0.4mm~0.8mm,最大不超過1mm;

2測壓孔周圍型面光順,無毛刺、劃傷;

3測壓孔軸線應垂直模型當?shù)乇砻妗?/p>

5.1.13用于動態(tài)風壓測量的管路應滿足以下要求:

1管路應盡量縮短,確保通氣性及氣密性,長度不宜超過1.4m,管路較長時應采取必要措施減小

測壓管路對信號的影響;

3

T/CECSXXX—201X

2測壓管路包括測壓孔導出管和過渡連接管,過渡連接管不宜采用多段連接;

3測壓管應排列有序,管路與測壓孔有對應的編號標記。

5.1.14測量開口建筑的脈動內(nèi)壓值時,模型的內(nèi)部容積應滿足動力相似性要求。

5.2試驗方法與程序

5.2.1試驗準備

5.2.1.1根據(jù)試驗任務(wù)要求制定試驗總體方案,內(nèi)容包括:

1試驗內(nèi)容及技術(shù)要求;

2試驗模型比例、風洞試驗模型主要尺寸、周邊環(huán)境模型范圍;

3風洞設(shè)備及運行條件;

4試驗進度和人員安排。

注:具體內(nèi)容可根據(jù)試驗需求增減。

5.2.1.2收集試驗所需圖紙及資料,包括但不限于:

1項目效果圖及總平面圖;

2測試建筑平面圖、立面圖、剖面圖,體型復雜建筑還應包括三維模型;

3周邊環(huán)境總平圖,包含建筑輪廓及建筑高度信息;

4典型構(gòu)件或特殊構(gòu)件詳圖。

注:具體內(nèi)容可根據(jù)試驗需求增減。

5.2.1.3根據(jù)5.2.1.1條試驗總體方案繪制周邊環(huán)境圖、試驗風向示意圖、測點分布圖,測點布置符合

5.1.11、5.1.12條要求。

5.2.1.4根據(jù)5.2.1.1條試驗總體方案、5.2.1.2條試驗圖紙及資料、5.2.1.3條試驗周圍環(huán)境圖及測點分

布圖進行模型制作。

5.2.2模型檢查與調(diào)整

5.2.2.1試驗模型應進行交接驗收,除交接驗收模型實物外,還應交接風洞試驗模型和周邊環(huán)境模型

圖紙。

5.2.2.2試驗模型應符合5.1節(jié)要求。

5.2.2.3模型安裝前風洞試驗模型應進行測壓點的檢查:

1測壓點位置、數(shù)量及編號應與5.2.1.3條測點分布圖一致;

2檢查測壓孔質(zhì)量、測壓管路的通氣性與氣密性,測點合格率不小于98%,不允許兩個或兩個以

上相鄰測壓點同時不合格,并且應盡量避免在壓力變化敏感區(qū)出現(xiàn)不合格點。

5.2.2.4模型檢查不符合5.2.2.2和5.2.2.3條要求時,應按下列要求進行:

1對試驗模型進行必要的調(diào)整;

2修整或重新加工試驗模型。

5.2.3風場模擬與調(diào)試

5.2.3.1除特殊情況外,建筑工程風洞試驗應在模擬的大氣邊界層風場中進行。

5.2.3.2在模擬大氣邊界層種進行的風洞試驗,應按現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009規(guī)

定的地面粗糙度類別模擬平面風速剖面和湍流度剖面。

5.2.3.3模擬大氣邊界層時,風剖面與模型的幾何縮尺比宜保持一致。風剖面的測點數(shù)量不應少于10

個,且應覆蓋測試模型的高度范圍,測點間距不宜大于0.1m或風洞試驗段高度的5%,最低測點與風

4

T/CECSXXX—201X

洞底壁距離不應大于0.1m。對應剖面起始高度以上測點的平均風速測量值與目標曲線的允許相對偏差

應為±5%;建筑物代表高度的湍流強度測量值與目標曲線的允許絕對偏差應為±0.02。

5.2.3.4大氣邊界層模擬完成后,尚應對模型區(qū)流場的橫向均勻性進行校測。校測應在不高于風洞試

驗段1/4高度處選取至少5個測試點,且應覆蓋測試模型的寬度范圍。測點間距不應小于0.2m,測量

所得平均風速的允許相對偏差應為±2.5%,湍流強度的允許絕對偏差應為±0.015。

5.2.3.5特殊地形條件下的建筑工程風洞試驗,其風場特性宜按實際情況進行模擬。

5.2.4測壓系統(tǒng)檢查

5.2.4.1測壓系統(tǒng)包括風壓測點、測壓管路、壓力傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置。

5.2.4.2檢查應在試驗前完成。

5.2.4.3檢查可分階段進行,在測壓系統(tǒng)組裝前宜逐項進行單個裝置的檢查,系統(tǒng)組裝后,正式試驗

實施前應進行系統(tǒng)整體檢查,檢查項目和要求應符合4.2節(jié)的規(guī)定。

5.2.5模型安裝

5.2.5.1模型安裝應正確可靠。

5.2.5.2試驗模型在風洞中安裝就位后,應對模型與風洞坐標軸系的初始姿態(tài)進行調(diào)整,偏差角度不

應大于±0.2°。

5.2.5.3初始姿態(tài)調(diào)整完畢后,應考核模型試驗風向角變化范圍的可實現(xiàn)性。

5.2.6試驗實施

5.2.6.1試驗正式開始前應建立試驗運轉(zhuǎn)表,記錄試驗編號、模型狀態(tài)、試驗條件、試驗日期等信息。

5.2.6.2模型安裝完成后、試驗正式開始前,應進行模型的試吹風,以考核模型安裝的穩(wěn)固性、測壓

系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。

5.2.6.3試驗風速應根據(jù)試驗類別、測量儀器精度和頻率相似比等因素確定,測壓試驗的自由來流風

速不宜小于8m/s。

5.2.6.4試驗時,應保持試驗風速穩(wěn)定;試驗風向角改變后,應待流場穩(wěn)定后再進行測試。

5.2.6.5參考風速的測量位置應避免受到模型和洞壁的影響。

5.2.6.6應根據(jù)建筑外形及周邊干擾情況選擇多個風向角進行試驗,風向角間隔不應大于15°,特殊

試驗可根據(jù)實際情況確定風向角。

5.2.6.7當模型區(qū)靜壓與洞體外靜壓差別較大時,應采取必要的密閉措施防止洞壁內(nèi)外出現(xiàn)空氣流動。

5.2.6.8試驗過程中試驗數(shù)據(jù)應自動采集記錄并安全保存。

5.2.6.9雙面受風構(gòu)件兩面測點風壓試驗數(shù)據(jù)應同步采集。

5.2.6.10采集數(shù)據(jù)時,應保證設(shè)備屏蔽良好,避免噪聲干擾。數(shù)據(jù)宜進行濾波等預處理。

5.2.6.11測試信號的采樣時間長度應保證統(tǒng)計結(jié)果的穩(wěn)定性,換算到原型的采樣時間不應小于

30min。

5.2.7試驗中斷

5.2.7.1試驗過程中,出現(xiàn)以下情況之一應中斷試驗:

1試驗模型出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破損或出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破損的征兆,不能保證試驗設(shè)備安全運行或試驗結(jié)果可靠;

2試驗設(shè)備出現(xiàn)故障或者出現(xiàn)故障征兆,不能保證安全運行或試驗結(jié)果可靠;

3試驗環(huán)境異常,不能保證試驗模型或試驗設(shè)備安全運行或試驗結(jié)果可靠;

5.2.7.2試驗過程中,出現(xiàn)以下情況之一時應暫時中斷試驗:

1試驗結(jié)果與預期值存在明顯差異;

5

T/CECSXXX—201X

2試驗模型外形或表面特性等出現(xiàn)明顯變化,不能保證試驗結(jié)果可靠時;

3測壓點損壞過多(大于7%),造成試驗結(jié)果應用困難;

4出現(xiàn)其他影響試驗數(shù)據(jù)質(zhì)量的情況。

5.2.7.3試驗中斷后,應根據(jù)不同情況盡快查明原因、及時處理,恢復試驗狀態(tài)后可繼續(xù)進行試驗或

重新試驗,也可結(jié)束試驗。

5.2.8試驗結(jié)束

5.2.8.1全部試驗內(nèi)容完成或者試驗中斷且恢復試驗狀態(tài)需較長時間,試驗結(jié)束。

5.2.8.2試驗結(jié)束后,應關(guān)閉所有試驗設(shè)備,拆卸試驗模型和試驗裝置。

5.3數(shù)據(jù)處理與報告

5.3.1測得風壓時程后,宜按式(1)將其轉(zhuǎn)換為無量綱的風壓系數(shù):

ptp

0()

Cpt21

0.5Ur

式中:Cpt——風壓系數(shù)時程;

pt——測量得到的風壓時程,單位為帕(Pa);

p0——來流靜壓,單位為帕(Pa);

——空氣密度,單位為千克每立方米(kg/m3);

參考高度風速,單位為米每秒()。

Ur——m/s

5.3.2風壓系數(shù)極值計算可采用峰值因子法或極值統(tǒng)計方法。采用峰值因子法時,峰值因子的取值不

應小于2.5。當風壓分布具有明顯的非高斯分布特性時,宜采用極值統(tǒng)計方法。

可按式()()采用峰值因子法進行全風向風壓系數(shù)極大值和極小值計算:

5.3.32~6Cpe,maxCpe,min

maxmaxmax

Cpe,maxmaxCpe,1,Cpe,2,,Cpe,K(2)

minminmin

Cpe,minminCpe,1,Cpe,2,,Cpe,K(3)

max

Cpe,iCp,mgp

(4)

min

Cpe,iCp,mgp

1n

Cp,mCptj(5)

nj1

n

12

()

pCptjCp,m6

n1j1

max

式中:Cpe,i——第i個風向的風壓系數(shù)最大值;

min

Cpe,i——第i個風向的風壓系數(shù)最小值;

K——風向角數(shù)量;

Cp,m——風壓時程的平均值,單位為帕(Pa);

g——峰值因子,不應小于2.5;

p——風壓時程的標準差,單位為帕(Pa);

風壓系數(shù)時程的步數(shù)。

n——Cpt

6

T/CECSXXX—201X

5.3.4采用極值統(tǒng)計方法計算全風向風壓系數(shù)極大值和極小值時,可按行業(yè)標準《屋蓋

Cpe,maxCpe,min

結(jié)構(gòu)風荷載標準》JGJ/T481附錄E規(guī)定的方法進行。

5.3.5可按式(7)計算外圍護結(jié)構(gòu)風荷載標準值:

wkCpeCpirw0(7)

式中:wk——風荷載標準值,單位為千牛每平方米(kN/㎡);

全風向風壓系數(shù)極值,包括全風向風壓系數(shù)極大值和極小值;

Cpe——Cpe,maxCpe,min

Cpi——內(nèi)壓系數(shù);

——試驗參考高度對應實際原型高度處風壓高度變化系數(shù),按現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)

r

構(gòu)荷載規(guī)定》GB50009確定;

w0——基本風壓,單位為千牛每平方米(kN/㎡);

5.3.6基本風壓應按照現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009或相關(guān)地方標準的規(guī)定采用。

5.3.7內(nèi)壓系數(shù)可根據(jù)其外表面風壓的正負情況按下列規(guī)定采用:

1封閉式建筑物取+0.2,、-0.2;

2僅一面墻有主導洞口或大面積開洞的半封閉式建筑物取+0.55、-0.55。

5.3.8試驗報告的基本內(nèi)容應包括:試驗依據(jù)、試驗設(shè)備、試驗條件、試驗方法、試驗內(nèi)容、試驗結(jié)

果和應用建議。試驗方尚應做好實驗原始數(shù)據(jù)的整理工作以備查驗。

6數(shù)值模擬

6.1數(shù)值模型

6.1.1模型域包括研究建筑和周邊環(huán)境建筑,周邊建筑環(huán)境應包括可能對模擬結(jié)果產(chǎn)生顯著影響的周

邊建筑或地形特征。

模型域范圍半徑不應小于或者,和的規(guī)定同。

6.1.2rSmax2hSmaxh5.1.2

6.1.3項目設(shè)計基準周期內(nèi),相鄰的周邊建筑可能發(fā)生變化時,宜通過不同周邊環(huán)境建筑評估其對計

算結(jié)果的影響。

6.1.4計算域形狀宜采用六面體區(qū)域,計算域應具有獨立性,不應影響研究建筑的計算和分析結(jié)果,

計算域尺寸(見圖1)不宜小于表1的要求,且計算域內(nèi)所有建筑物的阻塞比宜小于3%并不應超過5%,

阻塞比指所有建筑物的最大迎風投影面積與計算域橫截面面積之比。

圖1計算域尺寸示意圖

7

T/CECSXXX—201X

表1計算域尺寸最小限值

上游長度下游長度

L1L2計算域?qū)挾菳計算域高度H

尺寸最小限值2.5r5r3r2h

6.1.5研究建筑應模擬對建筑外圍護結(jié)構(gòu)荷載有顯著影響的建筑細部構(gòu)造,某些附屬細部構(gòu)造,如穿

孔面板、格柵和鏤空結(jié)構(gòu)等,可根據(jù)實際情況進行幾何等效處理。

6.1.6采用網(wǎng)格離散的數(shù)值模擬方法時,應選擇不少于3種網(wǎng)格密度方案進行收斂性檢驗,在建筑模

型邊緣流動出現(xiàn)分離或預期物理量梯度較大的區(qū)域,網(wǎng)格應加密。

6.1.7應按如下要求合理設(shè)置數(shù)值風洞模型的入口、出口及地面等邊界條件:

1入口邊界條件:選擇不同的湍流模型時入口邊界條件應滿足不同要求:

——當采用基于RANS的湍流模型時,入流邊界條件需要給出平均風速剖面、湍動能、能量耗散

率(比)和湍流積分尺度等的統(tǒng)計量;

——當采用大渦模擬(LES)湍流模型、入流邊界須給出時變的速度時,宜采用基于隨機流動生成

(RFG)的相關(guān)方法生成時間離散化的速度時程數(shù)據(jù),在每個時間步計算進行調(diào)用和施加,且應采取措

施保證來流入口湍流參數(shù)在計算域中的保持特性;

2出口邊界條件:充分發(fā)展的自由流動出口邊界條件或壓力出口邊界條件;

3側(cè)面和頂面邊界條件:宜采用滑移(Slip)或?qū)ΨQ(Symmetry)邊界條件;

3地面和建筑物表面:宜采用無滑移(No-Slip)壁面(Wall)邊界條件。

6.1.8建筑物繞流模擬計算前,應建立對應的空數(shù)值風洞模型,對所模擬的大氣邊界層湍流風場特性

的準確性及自保持性進行數(shù)值驗證,以確保整個流域的風速、湍流強度等流動特性與目標風場一致,且

沿流向不發(fā)生明顯改變:

6.2計算方法

6.2.1建筑物外圍護結(jié)構(gòu)CFD數(shù)值模擬應根據(jù)研究目的、計算精度、計算時間以及湍流模型特點選擇

經(jīng)過驗證的適用于鈍體建筑結(jié)構(gòu)繞流模擬的湍流模型及參數(shù)進行計算:

1計算平均風壓系數(shù)時,宜采用基于雷諾時均方法(RANS)的湍流模型,如RNGk、Realizabel

k或SSTk湍流模型等;

2計算脈動風壓系數(shù)和來流湍流特性影響時,可采用大渦模擬(LES)湍流模型,且計算的時間步

長不應大于流動穿過一個最小網(wǎng)格的時間。

6.2.2求解器宜選擇從低速不可壓流到高速可壓流的大范圍流動適用性較好的分離式求解器。

6.2.3壓力速度耦合宜采用魯棒性較好的SIMPLE算法,對于非定常流動可選擇PISO算法。

6.2.4控制方程中,對流項離散應采用具有二階精度以上的格式如二階迎風格式,對于大渦模擬(LES)

應采用有界中心差分格式。

6.2.5數(shù)值求解過程中應保證迭代計算的收斂性并應監(jiān)測流場中關(guān)鍵位置處的物理量變化情況,收斂

殘差應小于1.0103。

6.2.6風荷載數(shù)值模擬的風向角間隔不應大于15°,模型域內(nèi)的主體建筑和周邊環(huán)境建筑可通過旋轉(zhuǎn)

來實現(xiàn)不同風向角的變化。

6.3結(jié)果后處理與報告

6.3.1研究建筑表面的風壓測點布置應能夠反映風壓分布規(guī)律,在壓力梯度較大的區(qū)域應加密測點,

對于雙面承受風壓的區(qū)域應在兩面的對應位置布置測點。

6.3.2建筑外圍護結(jié)構(gòu)測點的風壓系數(shù)處理方法按照5.3節(jié)規(guī)定。

8

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6.3.3數(shù)值模擬報告的基本內(nèi)容應包括:

1計算域尺寸、模型域創(chuàng)建、網(wǎng)格生成的展示與建模說明;

2采用的軟件或程序;

3邊界條件、初始條件、模擬求解參數(shù)設(shè)置;

4監(jiān)測物理量與殘差設(shè)置;

5數(shù)值模擬結(jié)果及分析;

6其它根據(jù)研究目的需要展示和分析的內(nèi)容;

7報告或數(shù)據(jù)應用說明或建議。

7抗風性能測試

7.1試件準備與安裝

7.1.1試件數(shù)量應按代表性和最不利原則根檢風荷載分區(qū)確定。

注:試件的代表性包括面板厚度及材質(zhì)、支承結(jié)構(gòu)形式、支承構(gòu)件的跨度、緊固件等等。

7.1.2試件寬度方向應包含三個完整的板面寬度。

7.1.3試件安裝應按產(chǎn)品說明書或安裝指導書的要求進行。

7.1.4安裝的試件應與工程實際相符,包括使用的實際材料、細節(jié)處理、施工和錨固方法,試件中不

影響抗風性能的構(gòu)造層可不安裝。

7.1.5試件的邊界條件應盡量模擬或接近實際情況。

7.1.6試件應采取適當?shù)念A防措施,以保護在任何破壞或異常情況下人員及設(shè)備的安全。

7.2測試程序

7.2.1試件安裝、制備以及測試的場所環(huán)境條件為(25±15)℃。

7.2.2將試件與風洞設(shè)備地面牢固連接。

7.2.3根據(jù)測試目的在試件表面或內(nèi)部布置采集儀器,儀器的安裝應穩(wěn)固且不應對測試結(jié)果產(chǎn)生干擾。

7.2.4檢查洞體內(nèi)有無雜物,關(guān)閉風洞各出入口。

7.2.5測試風場采用均勻流。

7.2.6洞體內(nèi)應具有實時高速攝像設(shè)備,以便及時觀測試件狀態(tài)。

7.2.7開啟實時攝像設(shè)備,按以下流程施加風速:

1啟動風機并達到穩(wěn)定;

2按圖2以5m/s一級逐級增加風速,每級風速穩(wěn)定后停留10min,當指定風速與上一級風速差不

足5m/s時,增加至指定風速即可;

3風速增加至指定風速停留10min,或試件發(fā)生破壞,試驗終止;

4將風速勻速下降至0m/s,關(guān)閉風機。

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風速(m/s)

指定風速或

最大風速

15

10

5

0

10min10min10min……10min時間

圖2風速施加順序示意圖

7.2.8指定風速可按式(8)計算:

()

VT1600hTw08

式中:VT——指定風速,單位m/s;

試件對應實際高度處風壓高度變化系數(shù),按現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)定》

hT——

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