基于雷诺平均法的典型结构风荷载特性研究

基于FLUENT软件平台,对典型结构的风荷载分布特性进行CFD数值研究。以国家大剧院为例,基于雷诺平均法中定常的RNG k-ε湍流模型,对建筑物在不同风向角下的风压分布进行数值模拟研究。并探讨周围建筑物对风场的影响,特别是人民大会堂的影响。研究结果表明:国家大剧院在不同的风向角下表现出不同的风压系数变化情况,迎风面产生正压,侧风面和顶面为负压,背风面风压系数较小;在0˚风向角时,大剧院表面的风压系数达到极值,且周围建筑对风压分布具有重要影响;由于人民大会堂的狭道效应和阻挡效应,大剧院表面风压呈非对称分布。数值模拟结果与风洞试验结果基本吻合,可满足工程要求。本研究可为此类典型结构的抗风设计提供依据和参考,具有重要应用价值。

支座平移法的有效性和局限性

基于铰结三角形的几何不变性可衍生出系列判别规则,是现有教材中几何组成分析的主要教学内容。但实际问题复杂多变,几何法或将难以处理,其它各类分析方法便应运而生。作为结构力学的经典方法,支座平移法常用于几何组成分析中。根据典型算例,应用支座平移法和解析法分析体系的几何组成性质,并将分析结果与结构力学求解器的计算结果进行对比分析。结果表明:支座沿链杆作用方向平移,不改变约束的性质,支座平移是有效的,可应用支座平移法分析体系的几何组成性质,其它情况进行支座平移或将导致错误的结果。因此,支座平移法有适用性和局限性,在结构力学教学中需慎重使用。

含刚性斜杆的平面有侧移刚架内力计算

在结构分析中,为简化计算常假定结构体系中某些杆件或杆件沿某个方向为无限刚性,含刚性杆结构的内力分析是结构力学的教学难点。在位移法教学中常涉及有侧移刚架,若刚架中含斜杆和刚性杆件,杆端位移将受到限制,结构体系中必有非独立结点位移出现。本文通过引入刚架中刚性约束的约束方程,获得约束方程的系数矩阵,根据系数矩阵秩的计算确定结构体系的基本未知量。并根据约束方程确定结构体系非独立结点位移与独立结点位移间的关系式,应用位移法分析刚架内力。