圆形土楼屋盖风荷载的数值模拟分析.pdfVIP

第32卷第4期 华侨大学学报(自然科学版) V01．32No．4 of Science) Jul．2011 2011年7月 JournalHuaqiaoUniversity(Natural 0427—06 文章编号2011)04 圆形土楼屋盖风荷载的数值模拟分析 吴仁伟，彭兴黔 (华侨大学土小1：程学院．福建泉州36202l 摘要：采用数值模拟方法．存具有不同坡角和高径比情况下，对圆形士楼的屋盖极值风压系数和净风压系数 进行参数分析，探讨屋面坡角和高径比对客家圆形土楼屋盖风荷载的影响采用剪切廊力输运(SST)^一m湍 流模型，建立具有代表性的单体网楼振福楼的数值风洞模型，得到屋盖极值风压系数和净风压系数随坡角’高 径比变化的分布}}}|线．结果表明，综合考虑两种风』K系数和风流场的影响，圆彤土楼抗风敛果较好的坡角为 45。，而高径比是0．24． 关键词： 圆形土楼；风压系数；数值模拟；屋盖；坡角；高径比 312．】 文献标志码： A 中图分类号：TU 我国东南沿海地区台风活动频繁，造成了大量建筑物，尤其是量大面广的低矮房屋的损坏甚至倒 塌[“．分布在沿海地区的客家土楼也不可避免地遭到了台风的侵袭．2006年，有着400多年历史的八角 土楼“道韵楼”遭到了第4号强热带风暴“碧利斯”的侵袭，楼体受到了严重的破坏，楼内共有6间房子倒 塌，还有多处瓦片被风吹掉，一些房子的屋顶已经不见，受损的房屋达到10多间．另据介绍，由于年久失 m，而顶端侧移在0．3m左右的 修及台风的影响，还有许多间的楼体严重倾斜，顶端侧移最大达到0．5 倾斜楼体随处可见，对整个道韵楼彻底修复的资金需要980万元以f7．“福建土楼”具有极高的历史价 值、艺术价值和科学价值，因此，对土楼这种低矮异型建筑的保护至关重要“．本文采用数值模拟方 法。一1对土楼的风荷载特性和风流场进行分析，提出适合于客家土楼的抗风措施． 1数值风洞模拟 1．1数值风洞与计算模型的选择 以人选“世遗”的闽西永定圆形土楼——振福楼为建筑模型．振福楼由Ⅲ内外两环同心圆建筑组 m，3层，高11m，墙厚1．6m，悬挑垂檐滴水2．5m，坡角为25。，土木内通廊式结构； 成，外环直径为45 内环单层，高7m，砖木结构；双环均采用两面坡瓦屋顶，穿斗、台粱混合式木构架． 在数值风洞中建立足尺度模型，忽略内部的门厅、祖堂等附属结 构．由于土楼空间的内向性和向心性，内环屋盖较外环屋盖受风荷载 影响为小，因此数值模拟重点分析外环屋盖风荷载特性．数值风洞采 用CFX一10．0中对分离流的效果比较好的SST^一口1湍流物理模型． 由于圆形土楼屋盖体型复杂，采用具有良好适应性的四面体网格划 分建筑模型口…，如图1所示． 1．2数据处理方法 为了便于比较分析，采用数值模拟方法，对在高径比为0．24，屋 图1圆楼四面体网格图 mesh 7Fetrahedral Fig．1 diagram 盖坡角分别为15。，25。，35。，45。，60。和在屋盖坡角为25。，高径比分别 forcircularearth building 1l 收稿