最新开敞式拱形波纹屋盖体型系数研究
基于拱型波纹钢屋盖结构的声学性能研究
基于拱型波纹钢屋盖结构的声学性能研究引言：随着人们对于居住环境的要求日益提高，建筑结构的声学性能也越来越受到关注。
拱型波纹钢屋盖结构作为一种新颖的建筑形式，具有轻质、高强度和易于安装等优点，在建筑行业得到了广泛的应用。
然而，关于拱型波纹钢屋盖结构的声学性能研究还相对较少。
本文将以拱型波纹钢屋盖结构为研究对象，探讨其声学特性，并提出一些相关的解决方案。
一、拱型波纹钢屋盖结构的声学传输特性拱型波纹钢屋盖结构具有一定的声学传输特性。
首先，钢材的高导热系数使得拱型波纹钢屋盖结构具有较好的声音反射能力，可避免声音能量的损失。
其次，波纹的形状和布置方式在一定程度上影响着声学传输。
根据相关研究发现，拱型波纹的形状对于声波的传播具有一定的阻碍作用，减少了噪音的传播距离。
同时，波纹的间距和高度也会影响声音的散射与吸收。
二、拱型波纹钢屋盖结构的声学隔音性能拱型波纹钢屋盖结构在声学隔音性能方面表现出一定的优势。
其承重构件由钢材组成，具有较高的质量密度，使得其在隔音性能方面表现较好。
此外，波纹的形状和布置方式还可以减少噪音的传播。
然而，在实际应用中，拱型波纹钢屋盖结构的声学隔音性能仍存在一定局限性。
例如，声波会通过连接点和开口处的空隙传递，导致隔音效果下降。
因此，为了进一步提高声学隔音性能，需进行合理的设计和优化。
三、提高拱型波纹钢屋盖结构的声学性能的方法1. 声学隔音材料的应用：在拱型波纹钢屋盖结构内部或连接点处使用高吸声材料，如吸声棉、隔音胶带等，可以有效地吸收声波能量，阻止其传播，提高隔音效果。
2. 波纹的优化设计：通过优化拱型波纹的形状、间距和高度等参数，可以减少声波传播时的反射和散射，提高声音的吸收效果。
3. 合理的连接设计：在拱型波纹钢屋盖结构的连接点处采用密封设计，减少孔隙和空气泄漏，阻止声音的传递。
4. 外部保护层的增加：在拱型波纹钢屋盖结构外部增加一层保护层，如隔音墙或隔音板，可隔离噪音的源头，降低外界噪音的入侵。
拱形波纹钢屋盖验算
拱形波纹钢屋盖验算
拱形波纹钢屋盖的验算一般可以考虑以下几个方面：
1. 常用的设计标准：根据所在地区的设计规范，确定使用的标准。
常见的设计规范包括国家标准、建筑行业标准等。
2. 结构计算：对于拱形波纹钢屋盖，需要进行结构计算，包括对屋面覆盖物、钢结构支撑系统等进行分析和设计。
计算需要考虑屋盖受力情况、荷载计算、结构稳定性等参数，确保结构的强度和稳定性。
3. 材料选择：根据结构计算结果，选择合适的材料，如波纹钢板、钢管等。
不同材料有不同的强度和稳定性，需根据实际情况进行选择。
4. 拱形结构设计：对于拱形波纹钢屋盖的设计，需要考虑拱形结构的几何形状、支撑方式、节点连接等。
根据设计准则和结构计算结果，确定合适的拱形结构设计参数。
5. 施工实践：在设计过程中，需要与实际施工进行有效沟通，确保设计方案能够顺利实施。
对于大型拱形波纹钢屋盖，还需要考虑施工工艺、安全措施等。
需要注意的是，拱形波纹钢屋盖的验算需要由专业的结构设计师进行，以确保屋盖的安全性和稳定性。
这仅仅是一个概述，具体的验算细节还需要根据具体情况和设计要求进行详细分析和计算。
拱型波纹钢屋盖结构的节能设计与优化
拱型波纹钢屋盖结构的节能设计与优化随着建筑行业对节能环保的要求不断提高，拱型波纹钢屋盖结构因其独特的形态和优良的性能逐渐成为一种受欢迎的选择。
本文旨在探讨拱型波纹钢屋盖结构的节能设计与优化方案，以进一步提高建筑的能源效益和环境可持续性。
一、波纹钢材料选择与性能优化拱型波纹钢屋盖结构的性能与所选波纹钢材料密切相关。
在进行材料选择时，应优先考虑材料的强度、刚度、重量和耐腐蚀性等因素。
现代钢材中多种合金钢和高强度钢具有较高的强度和刚度，同时重量相对较轻，在抗震和抗风能力方面表现出色。
此外，采用防腐涂料或进行镀锌处理可有效延长波纹钢的使用寿命，降低维护成本。
优化波纹钢的形态设计也是节能设计的关键步骤之一。
通常，波纹钢屋盖的形状和大小应针对特定的场地条件进行设计，以最大程度地减少材料的使用和减轻荷载。
利用现代计算机辅助设计软件，可以对波纹钢进行形态优化，以获得最佳的结构性能和节能效果。
二、保温隔热材料的应用在拱型波纹钢屋盖结构中，保温隔热材料的应用是节能设计的重要组成部分。
通过选择适当的保温隔热材料，可以降低室内外温度差，减少空调和采暖设备的能源消耗。
常见的保温隔热材料包括聚苯乙烯泡沫板、岩棉、玻璃棉等。
这些材料具有良好的隔热性能和抗火性能，可以有效减少热传导和热辐射损失。
在进行保温隔热材料的选择时，应综合考虑材料的导热系数、重量、耐久性和环保性能。
三、天窗与光伏发电的结合利用为了进一步提高拱型波纹钢屋盖结构的节能效果，可以考虑结合天窗和光伏发电技术的利用。
天窗的设置可以增加建筑内部的自然采光，减少对人工照明的依赖。
合理的天窗设计可以利用太阳能进行室内照明，降低能源消耗。
此外，天窗也可以通过通风，改善室内的空气流通，减少冷暖气的使用。
光伏发电技术通过利用太阳能将其转化为电能，为建筑提供可再生的电力资源。
在拱型波纹钢屋盖结构中，可以将光伏电池板安装在屋面上，利用屋面的大面积来捕捉太阳能。
这不仅可以为建筑自身供电，还可以将多余的电能输送到电网中，实现能源的共享和环境的可持续发展。
拱型波纹钢屋盖结构的可持续性能评估
拱型波纹钢屋盖结构的可持续性能评估随着可持续发展理念的普及和重视度的提高，建筑行业对于建筑材料和结构的可持续性能要求也越来越高。
拱型波纹钢屋盖结构作为一种新型的建筑结构形式，在可持续性能评估方面具有诸多优势和潜力。
本文将对拱型波纹钢屋盖结构的可持续性能进行评估，从环境、经济和社会三个方面对其可持续性进行深入探讨。
首先，从环境角度来看，拱型波纹钢屋盖结构具有以下优势。
首先，它采用钢材作为主要构件，相比传统的混凝土构造，其材料的节能和减排效果更明显。
波纹钢屋盖结构能够有效降低建筑物的总重量，减少基础所需的材料量和能耗。
其次，拱型波纹钢屋盖结构可以使用再生钢材制作，在资源利用方面具有一定的环保意义。
此外，由于钢材的可塑性和延展性，波纹钢屋盖结构容易进行拆迁和回收利用，降低了建筑垃圾的产生和处理压力。
其次，从经济角度来看，拱型波纹钢屋盖结构也具有一定的可持续性能。
建造成本是评估建筑结构可持续性的一个重要指标，而拱型波纹钢屋盖结构相对传统建筑结构而言，更加经济高效。
因为钢材的加工和安装相对简单，施工周期更短，能够大大缩短工期和降低人力成本。
与此同时，由于波纹钢屋盖结构的轻质特性，还可以减少建筑物的基础投资，从而降低整体建筑成本。
此外，考虑到波纹钢屋盖结构易于维护和更换的特点，其使用寿命相对较长，降低了维修和更新的费用。
最后，从社会角度来看，拱型波纹钢屋盖结构对于建筑物的可持续性能评估也具有一定的社会价值。
拱型波纹钢屋盖结构不仅可以满足建筑物稳定性和承重要求，还能够提供更多的空间设计灵活性。
拱形结构赋予建筑物更高的层高，使得内部空间更加宽敞明亮，提高了人们的舒适感和使用体验。
此外，波纹钢屋盖结构的建造过程较为简便，不需要大量的劳动力资源，有助于提高施工质量，并且减轻了施工工地对于周边环境和居民的干扰。
综上所述，拱型波纹钢屋盖结构在可持续性能评估方面具备诸多优势。
从环境角度来看，其采用的钢材节能减排效果显著，并且具备一定的抗震性能。
基于拱型波纹钢屋盖结构的风洞试验研究
基于拱型波纹钢屋盖结构的风洞试验研究拱型波纹钢屋盖结构是一种应用广泛的建筑结构形式，具有较高的抗风能力和耐久性。
为了进一步验证其风振性能，风洞试验是必不可少的。
本文将从拱型波纹钢屋盖结构的设计原理、风洞试验的步骤和结果分析等方面展开介绍，旨在深入探究该结构的抗风能力。
首先，拱型波纹钢屋盖结构的设计原理是基于弯曲刚度和拱形效应的共同作用。
该结构采用波纹钢板作为屋盖覆盖材料，通过将钢板折弯成波浪状来提高弯曲刚度。
此外，拱形设计可以有效地将荷载沿拱形分布，进一步增加结构的稳定性和承载能力。
为了验证拱型波纹钢屋盖结构的风振性能，我们进行了风洞试验。
风洞试验是通过在实验室环境中模拟大气风场，以观察和分析建筑结构在风载作用下的振动反应和应力分布。
以下是该实验的步骤和方法：首先，我们根据实际工程中的设计参数和标准，对拱型波纹钢屋盖结构进行模型制作。
模型尺寸应该缩小，以符合风洞试验的要求，并尽可能保持与实际结构的相似性。
材料选择应与实际工程一致。
其次，将制作好的模型放置在风洞中，风洞根据需要的风场参数进行调整。
在试验中，我们可以通过改变风速、风向和风场时间变化等因素，模拟不同的风载条件。
然后，我们通过传感器和数据采集系统来监测模型在风洞试验过程中的振动和应力情况。
通过这些数据，我们可以分析结构的动态响应特性，如位移、加速度和应力等。
最后，通过对试验数据的处理和分析，我们可以得到拱型波纹钢屋盖结构在不同风载条件下的振动特性和应力分布。
这些结果可以用来评估结构的安全性和稳定性，为实际工程中的设计和施工提供参考。
基于以上步骤和方法，我们进行了拱型波纹钢屋盖结构的风洞试验，并获得了以下结果和分析：首先，通过观察模型在风洞试验中的振动情况，我们发现拱型波纹钢屋盖结构具有较好的抗风能力。
结构在风场作用下发生的振动幅值较小，且振动频率较低，表明该结构对风载具有良好的响应能力。
其次，通过分析试验数据，我们发现拱型波纹钢屋盖结构在风洞试验中的应力分布比较均匀。
多跨拱形屋面体形系数
多跨拱形屋面体形系数一、关于多跨拱形屋面体形系数的一些知识多跨拱形屋面体形系数呀，这可是个挺有趣的东西呢。
咱先来说说它是啥吧。
这个体形系数其实就是在建筑领域里，和多跨拱形屋面的形状、大小、结构等有关的一个系数。
它就像是一个小密码一样，对我们了解这个屋面的很多性能有着重要的意义。
从它的计算来说，那可就复杂啦。
它涉及到屋面的弧度呀，跨度的大小，还有不同部分之间的比例关系等好多因素。
比如说，一个大跨度的多跨拱形屋面，它的体形系数计算就可能和小跨度的有很大区别。
因为大跨度的屋面在承受风力、雪载等外力的时候，和小跨度的表现不一样。
就像是大人和小孩承受压力的能力不同一样。
再讲讲它在实际建筑中的影响。
这个体形系数要是没算好或者没考虑好，那可就麻烦大了。
比如在设计防风措施的时候，如果体形系数算错了，那可能设计出来的防风结构就不够牢固。
就好比给房子穿衣服，要是不知道身体的尺寸（体形系数），那衣服要么太大要么太小，都不合适。
还有哦，不同的建筑材料对这个体形系数也有影响呢。
如果是轻质的新型材料，可能和传统的砖瓦材料在与体形系数的关系上就有很大不同。
轻质材料可能对一些外界因素更敏感，那么在考虑体形系数的时候就要更加小心细致。
在建筑的美观方面，体形系数也起着作用。
多跨拱形屋面如果有着合适的体形系数，那它看起来就很和谐、美观。
就像一个身材比例很好的人，看起来就很舒服。
而如果体形系数不合适，可能屋面看起来就会有些奇怪，不那么协调。
而且呀，随着现代建筑技术的发展，我们对多跨拱形屋面体形系数的研究也在不断深入。
以前可能只能用一些比较粗糙的方法来估算，现在有了先进的计算机模拟技术，可以更精准地计算和分析这个体形系数。
这就好比以前我们只能靠感觉来判断一个东西的好坏，现在可以用精确的仪器来测量一样。
反正就是说，多跨拱形屋面体形系数是一个在建筑领域非常重要的概念，它涉及到建筑的安全性、美观性、功能性等好多方面，值得我们好好去研究和重视。
拱型波纹屋盖在风荷载作用下稳定性研究
第 ６期
嘉应 学院 学报 （ 然科学） 自
Ｊ Ｕ Ｎ ＬＯ Ａ ＩＧ Ｕ ＩＥ ＳＴ Ｎ ｔｒ ｃ ｎｅ Ｏ Ｒ Ａ ＦＪ Ｙ Ｎ Ｎ Ｖ Ｒ ＩＹ（ ａ ａ Ｓｉ ｃ ） Ｉ ｕｌ ｅ
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２０ ０ ８年 １ ２月
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计 、 究 和应 用提供 了一 定 的参 考 和 借 鉴 。 研
［ 关键词 】 拱型波纹屋 盖； 风荷载； 几何非线性 ； 稳定性 ［ 中图分类号］ Ｕ １ ． ［ Ｔ ３ ２ １ 文献标识码 ］Ａ ［ 文章编号］１０ ６２ （ ０８ ０ ０ ６ ０ ６— ４ Ｘ ２ ０ ）６— ｏ４—０ ４
１ 几 何 非线 性 有 限元 分 析基 本 理 论
结构 的稳定 性是指结 构平衡 状态 的稳定性 。 当结构 所受荷载达 到某 一值 时 ， 增 加一 微 小 的增 若 量， 则结 构的平 衡位形将 发生很 大 的改 变 ， 这种 情况就称 为结构失稳 或屈 曲 ， 相应 的荷 载 为屈 曲荷 载 或临界荷 载 。一般 来说 ， 构失稳 后 的承 载力有 时 会增 加 ， 时会 减 少 ， 与 荷 载类 型 、 结 有 这 结构 几何 特征等 因素有关 。结构 的稳 定性 特征可 以从结构 荷载一 一 位移全过 程 曲线 得到完 整 的概 念 ， 而实现 结构荷 载一 一位 移全过 程分析 的最有利 工具则 是结构几何 非线性 有限元法 。 几何 非线性 有限元 法是 进 行 结构 非线 性 分 析 的有 效 方法 ， 涉及 几 何 非 线 性 问题 的有 限元 法 在 中 ， 常采用 增量 分析 法 。它基 本 上 可 以采 用 两 种 不 同 的表 达列 式 ， 完 全 拉格 朗 日法 （ ｏ ｌＬ— 通 即 Ｔｔ ａ ａ ｇａｇ ｔｏ ， 称 Ｔ Ｌ法 ） ｒｎｅＭｅ ｄ简 ｈ ． ． 和修正 的拉格 朗 Ｅ法 （ ｐａ ｄＬｇａｇ ｔ ｄ 简称 Ｕ Ｌ 法 。 ｔ Ｕ ｄｔ ａｒｎｅＭｅ ｏ ， ｅ ｈ ． ． Ｊ
敞开式拱屋面风荷载体型系数
敞开式拱屋面风荷载体型系数敞开式拱屋面是一种常见的建筑结构形式，其特点是没有完全封闭的围护结构，通常由拱形结构和屋面组成。
而风荷载体型系数则是用来描述风力对建筑物作用的影响程度的重要参数。
本文将从以下几个方面来详细介绍敞开式拱屋面风荷载体型系数。
首先，需要了解的是风荷载。
风荷载是指风力对建筑物表面产生的作用力，它是由风的动能通过气流传递给建筑物表面的。
风荷载对建筑物的影响是多方面的，例如会对建筑物产生弯曲、剪切、压力等力的作用，因此合理计算风荷载是设计安全的关键。
对于敞开式拱屋面结构，由于其拱形结构的特殊性，风荷载分布较为复杂，无法简单地根据建筑物表面的风压系数来计算。
因此，需要引入风荷载体型系数来描述风力对敞开式拱屋面的影响。
接下来，我们将介绍敞开式拱屋面风荷载体型系数的计算方法。
风荷载体型系数可以根据实际情况采用实验、经验公式或数值模拟等方法进行计算。
其中，最常用的方法为风洞试验。
风洞试验是通过在风洞中模拟真实的风场环境，对敞开式拱屋面进行风荷载试验，从而得到风荷载体型系数。
在风洞试验中，会通过测量建筑物表面的压力分布来计算风荷载体型系数。
通过对多组试验数据进行分析，可以得到不同风向和风速下的风荷载体型系数。
另外，也可以通过经验公式来估算敞开式拱屋面的风荷载体型系数。
根据国内外的研究成果，一些研究者提出了一些经验公式来估算风荷载体型系数。
这些经验公式通常是根据大量的试验数据拟合得到的，可以在设计中提供初步的风荷载参考值。
最后，还可以利用数值模拟方法来计算敞开式拱屋面的风荷载体型系数。
数值模拟方法是通过建立建筑物的数学模型，在计算机上进行计算来得到风荷载体型系数。
数值模拟方法具有计算精度高、适用范围广等优点，可以提供更为准确的风荷载体型系数。
总之，敞开式拱屋面风荷载体型系数的计算是建筑物设计中不可或缺的一部分。
通过合理选择计算方法，并根据实际情况进行计算，可以有效地进行风力设计，保证建筑物的安全性。
某大跨度波浪形屋面体型系数取值研究
某大跨度波浪形屋面体型系数取值研究高亮;崔欣;白桦;刘健新【摘要】In order to ensure wind resistance safety of a long-span roof structure,wind tunnel tests on wind pressure distribution are conducted to analyze the shape coefficient when the inter-nal pressure is changed with or without the wall.The result from the test is compared with the values of the related items in the “load code for the design of building structures”(GB 50009 —2012).Results show that:First,the shape coefficients of wave linear concave roof in addition to the roof top are all negative,they are larger than the standard values of the similar kinds of roof-ing,and the roof overhangs and the leeward roof area are the most obvious;second,wave linear concave roof shape coefficient decays fast,but the slower attenuation of the leeward roof area and the velocity decay is connected with the length of each curve segment,the curvature and its secant slope;third,the side walls at the main entrance with the concave distribution have a larger nega-tive pressure coefficient than that with the conventional rectangular distribution,fourth,the roof pressure significantly decreases after open hole at the front wall,with side wall pressure decrea-sing,and the influence of open wall on the negative coefficient is great,and that on the positive coefficient is small;finally,tests results not only provide the reliable guidance for wind-resistant design,but also offer several amendments to the shape coefficient.%针对异形大跨屋盖结构的风荷载难取值问题，结合西安某项实际工程结构，通过刚体模型风压分布特性风洞试验，从分区体型系数和局部体型系数两方面来分析波浪线形下凹曲面屋盖的压力分布特性及其与规范中类似屋面体型系数的差别。
拱形波纹钢屋盖结构的建筑形式
拱形波纹钢屋盖结构的建筑形式一、引言拱形波纹钢屋盖结构是一种常用于建筑的屋顶结构形式。
它具有优异的性能和美观的外观，广泛应用于各类建筑物中。
本文将对拱形波纹钢屋盖结构的建筑形式进行全面、详细、完整地探讨。
二、拱形波纹钢屋盖结构的特点拱形波纹钢屋盖结构具有以下几个主要特点：1. 强度高拱形波纹钢屋盖结构采用波纹形状的钢板，可以增加其刚度和稳定性。
这使得它具有优异的抗风、抗震等性能，能够有效地承受外部荷载的作用。
2. 重量轻由于采用了波纹形状的设计，拱形波纹钢屋盖结构具有轻盈的特点。
相比传统的屋盖结构，它不仅能够减轻建筑本身的重量，还可以降低建筑物的成本。
3. 施工简便拱形波纹钢屋盖结构采用预制构件，可以实现工厂化生产，简化现场施工过程。
这不仅可以提高工程效率，还可以减少施工期间对周边环境的影响。
4. 美观大气拱形波纹钢屋盖结构的形状独特、线条流畅，具有独特的美感。
它可以根据建筑物的风格和要求进行个性化设计，使建筑物更加美观大气。
三、拱形波纹钢屋盖结构的应用范围拱形波纹钢屋盖结构广泛应用于各类建筑物中，其中包括但不限于以下几个领域：1. 工业建筑拱形波纹钢屋盖结构适用于各类工业建筑，如工厂、仓库、车间等。
它可以有效地提供宽敞的空间，满足工业生产过程中的各种需求。
2. 农业建筑拱形波纹钢屋盖结构在农业建筑中也有广泛的应用。
它可以用于搭建农业温室、养殖棚、粮仓等，为农业生产提供良好的环境条件。
3. 商业建筑拱形波纹钢屋盖结构可以应用于各类商业建筑，如超市、商场、展览馆等。
它不仅能够满足商业空间的需求，还能为商业建筑增添独特的设计元素。
4. 体育建筑拱形波纹钢屋盖结构还用于体育建筑领域。
例如，体育馆、游泳馆等建筑可以采用拱形波纹钢屋盖结构，为运动员和观众提供良好的体验。
四、拱形波纹钢屋盖结构的设计与施工拱形波纹钢屋盖结构的设计与施工过程需要严格按照相关规范和标准进行。
主要包括以下几个方面：1. 结构设计拱形波纹钢屋盖结构的设计需要考虑到各种外部荷载、风荷载等因素。
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开敞式拱形波纹屋盖体型系数研究开敞式拱形波纹钢屋盖的风压分布及体型系数研究贾永新 , 张勇（北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044）摘要：利用CFD数值模拟技术，结合实际工程对建筑和结构各个方面的要求和限定，首先对开敞式拱形波纹钢屋盖下部支承结构的柱高和柱距两因素进行了变参数分析，从中可确认这两个参数对屋盖结构的风压分布影响不大。
然后选定影响屋盖风压分布的三个主要参数：跨度、矢跨比和纵跨比，进行了三参数三水平正交试验分析。
从大量的计算结果中分析整理，得出此类结构上风压的分布规律，即风压在上表面分布比较均匀，具体表现为在迎风面为压力，在拱顶处和背风面为吸力，风压等值线在四周边缘出现集中；而在下表面两端由于旋涡脱落出现两个负压区，整体上表现为正压力。
进一步了明确对此类结构风压分布影响显著的参数为矢跨比。
最后参照我国现行《建筑结构荷载规范》【1】的形式，给出了开敞式拱形波纹钢屋盖结构的风荷载体型系数，供设计施工人员参考使用。
关键词：拱型波纹钢屋盖结构；开敞式；正交分析；风压分布；体型系数中图分类号：TU399 文献标识码：AStudy on wind pressure distribution and the shape coefficient ofopen-style arched corrugated steel roofJIA Yongxin, ZHANG Yong（School of Civil Engineering and Architecture，Beijing Jiaotong University，Beijing 100044，China）Abstract: Considering all the engineering aspects of architecture and structure requirements and restrictions, firstly, two variable parameters of lower supporting part of open-style arched corrugated steel roof --column height and column spacing were analyzed by using the CFD numerical simulation technique. It is confirmed that the two parameters have little effect on the distribution of the roof's wind pressure; then select three other parameters ( span, rise-to-span ratio and length-to-span ratio) and adopt orthogonal test of three factors and three levels for the study; at last, analyzed and sorted the data, obtain the wind pressure distribution. The pressure distribution is uniform on the upper surface, the concrete expression as following: pressure in the windward, suction on the tope and at the back of the roof. Wind pressure contour appears concentrated around the edges; however, at the end of the lower surface appears two negative pressure zones due to the vortex shedding .But, from the global aspect, the lower surface shows as positive pressure; further study pointed out that rise-to-span ratio has significant effect on the wind pressure图1 开敞式拱形波纹钢屋盖模型Fig.1 The model of open-style arched corrugated steel roofdistribution; finally, reference to the China's current "Building Structural Load Code", gives the shape coefficient of such structure and provide a reference for the designer and construction stuff.Keywords ：arched corrugated steel roof; open-type; orthogonal analysis; wind 0 引言 拱形波纹钢屋盖是一种冷弯薄壁轻钢结构，具有自重轻、刚度小、自振频率低等特点，加之这类结构多处于大气边界层中风速变化大、湍流度高的区域，因此对风荷载十分敏感。
于2004年颁布实施的《拱形波纹钢屋盖结构技术规程》【2】在总则中明确规定，该规程仅适用于封闭式建筑的拱形波纹钢屋盖结构的设计，而对于目前工程中常见的下部支承结构不封闭的开敞式结构（图1），规程并没有给出具体的设计技术方法，究其根本原因在于现行《建筑结构荷载规范》没有给出这种屋盖结构的风荷载体型系数。
一些风致破坏的工程事故表明，开敞式拱形波纹钢盖对风荷载更为敏感，因此明确这种屋盖结构的风压分布规律，对其进行抗风研究具有非常紧迫的现实意义。
本文利用CFD 数值模拟技术对这类屋盖进行了较为系统的参数分析，从中得出其风压分布规律及体型系数，为这种结构进一步的抗风性能研究奠定了基础。
1 研究方法作者简介：贾永新（1985—），男，山西晋中人，北京交通大学在读硕士, E-mail ：Jyx198554@收稿日期：20010年3月1.1 模拟方法随着计算机硬件水平的飞速发展和计算流体动力学(CFD)技术的不断进步【3】，应用计算机及CFD 技术对建筑风场进行数值模拟已成为预测建筑物风效应的一种新的有效方法。
相比风洞试验，这种技术以较少的费用和较短的时间获得大量有价值的研究结果。
因此，将CFD 与工程研究相结合，不仅有助于完善工程设计，而且能减少实验工作量。
本文采用CFD 数值模拟方法对开敞式拱形波纹钢屋盖结构进行了单参数及多参数正交试验数值风洞模拟分析。
1.2 基本理论参照文【4】，基于Reynolds 时均N-S 方程和k-ε模型对结构的平均风压分布进行了数值模拟，采用有限体积法和SIMPLE 压力校正算法来实现非线性离散化方程的解耦和迭代求解。
近地面风可假设为低速、不可压缩、粘性的牛顿流体。
流场可通过流体的三个基本方程，即连续性方程、运动方程和本构方程来求得流体的速度和压力。
对于风场的模拟可采用不同的湍流模型，它们各有特点。
本文采用基于湍动能k 和湍流动能耗散率ε的湍流模型。
控制方程组为： 湍流动能方程：()t j t j jj v x x x κρκμκμρεσ⎛⎫∂∂∂=+Φ- ⎪⎪∂∂∂⎭⎝（1） 湍流动能耗散率方程：()212t j t j jj v C C x x x k k εεερεμεεεμρσ⎛⎫∂∂∂=+Φ- ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭ （2） 雷诺应力的再分配项为：i kik i kx x x νννμ⎛⎫∂∂∂Φ=+ ⎪∂∂∂⎝⎭ （3） 其中，1C ε，2C ε，κσ，t μ是经验系数，入口边界处的湍动能()k z 和湍动涡量的平方平均值)(z ω运用下列公式计算：2)(23)(I u z k = 1214()k z c Lμω= （4）其中，09.0=μc湍流强度I 和湍流积分尺度L 采用日本规范给定的公式【5】：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤<=----5,)5(1.03505,)(1.0)(05.005.0z z z z z z I G G αα0.5100(),30350()30100,30z z L z z ⎧<≤⎪=⎨⎪≤⎩（5） 式中：350G z =m ，16.0=α结构表面某点i 的平均风载压力体型系数si μ为：20.5i si zp p U μρ∞-=（6） 式中：i p 为i 点时间平均压力；0p 和z U ∞分别为来流的静压和参考高度z 处的风速；ρ为空气密度。
1.3 边界条件开敞式拱形波纹钢屋盖结构的下部支承结构四面开敞，其风压系数分布只考虑模型上部的拱形钢屋盖部分。
采用B 类地貌，相应的粗糙度系数16.0=α，查阅GB 50009-2001《建筑结构荷载规范》可知，在我国内陆50年一遇的基本风压不大于0.5 2m /kN 的地区占74．66％左右，因此取相应的基本风速0v =30.0m/s ，对于实际工程具有较大实用意义。
参照文献【6】的结论，采用RNG κ-ε模型来模拟这一典型钝体结构绕流的复杂流动特性，数值计算的模型尺寸、来流边界条件等具体参数设置见表1。
表1 基本数值模型参数设置Table 1 setting parameters of basic numerical model计算域 计算域尺度为15 H( x) × 10 H( y) × 8 H( z)来流边界条件 来流为剪切流，入口处风速采用指数律α)/()(00z z v z v =计算域侧面和 上顶面边界条件 自由滑移的光滑固壁,采用壁面函数模拟近壁面流动出口边界条件 流场任意物理量ψ沿出口法向梯度为零，即0nψ∂=∂ 地面边界条件 无滑移的粗糙壁面，引入粗糙壁面修正系数 建筑物表面 无滑移光滑固壁,采用壁面函数模拟近壁面流动壁面函数 非平衡壁面函数 计算收敛标准所有变量无量纲平均残差降低至410以下，最大残差降低至310以下注：来流边界条件一栏中，0z 、0v 分别为标准高度和标准高度处的平均风速，z 、)(z v 分别是流域中任意高度和对应的平均风速，0z 取10m ，z 自计算流域底部算起。
2 风压分布规律对开敞式拱形波纹钢屋盖模型的数值模拟研究发现，在横向风向作用下，其风压分布具有相同的规律。