不同外部平臺(tái)寬度對(duì)大跨建筑屋蓋風(fēng)荷載的影響

李正農(nóng)，陳 策

( 湖南大學(xué) 建筑安全與節(jié)能教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410082)

?

不同外部平臺(tái)寬度對(duì)大跨建筑屋蓋風(fēng)荷載的影響

李正農(nóng)?，陳 策

( 湖南大學(xué) 建筑安全與節(jié)能教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410082)

為了研究外部平臺(tái)寬度對(duì)大跨屋蓋風(fēng)荷載的影響，在B類(lèi)地貌中對(duì)無(wú)平臺(tái)和5個(gè)典型平臺(tái)寬度下的剛性模型進(jìn)行風(fēng)洞測(cè)壓試驗(yàn)，得到了各工況下的屋蓋表面平均風(fēng)壓系數(shù)和脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù).研究表明：外部平臺(tái)增大了大跨結(jié)構(gòu)屋蓋的平均風(fēng)荷載.隨著平臺(tái)寬度的增大，屋蓋的平均風(fēng)荷載先增大后減小.平臺(tái)寬度12 m時(shí)最不利，其最大增幅達(dá)到33%.平臺(tái)寬度20 m時(shí)增幅達(dá)到20%；外部平臺(tái)增大了大跨結(jié)構(gòu)屋蓋的脈動(dòng)風(fēng)荷載，平臺(tái)寬度12 m時(shí)最不利，其增幅達(dá)到11%.平臺(tái)寬度20 m時(shí)，增幅為8%，其余平臺(tái)寬度下的增幅基本在5%以內(nèi).屋蓋背風(fēng)面邊緣的脈動(dòng)風(fēng)荷載隨著平臺(tái)寬度的增加而減小，平臺(tái)寬度20 m時(shí)可達(dá)19%.

大跨建筑；外部平臺(tái)；剛性模型；脈動(dòng)風(fēng)荷載；風(fēng)洞試驗(yàn)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，大跨結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于展覽館、體育館和機(jī)場(chǎng)候機(jī)廳等大型公共建筑.這些大跨結(jié)構(gòu)大都具有自重輕、柔度大、自振頻率低的特點(diǎn), 風(fēng)荷載是其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要控制荷載.

在以往的研究當(dāng)中，文獻(xiàn)[1-3]對(duì)某些具有特定外形的屋面進(jìn)行了研究，分析了屋面幾何形狀對(duì)屋面風(fēng)壓分布的影響.文獻(xiàn)[4-6]對(duì)大跨建筑的懸挑結(jié)構(gòu)這一特殊結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了風(fēng)荷載研究，得到了一些有意義的結(jié)論.文獻(xiàn)[7]分析了周邊建筑對(duì)大跨屋蓋風(fēng)荷載的干擾效應(yīng).文獻(xiàn)[8]應(yīng)用風(fēng)洞模擬方法研究了透風(fēng)性女兒墻對(duì)尖屋頂風(fēng)荷載的影響，得出了各種透風(fēng)性女兒墻都能不同程度地降低尖屋頂?shù)钠骄L(fēng)壓和負(fù)壓峰值的結(jié)論.文獻(xiàn)[9]采用有限元時(shí)程分析方法對(duì)大跨網(wǎng)架進(jìn)行了動(dòng)力計(jì)算，探討了立墻開(kāi)孔對(duì)屋蓋風(fēng)振響應(yīng)的影響，結(jié)果表明墻面開(kāi)孔會(huì)大幅增加屋蓋的靜動(dòng)力風(fēng)荷載.文獻(xiàn)[10]則通過(guò)對(duì)一個(gè)開(kāi)合屋蓋體育場(chǎng)的剛性模型進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)研究，結(jié)果表明活動(dòng)屋蓋的開(kāi)啟，可有效減小固定屋蓋和活動(dòng)屋蓋的平均風(fēng)荷載.文獻(xiàn)[11]對(duì)7種長(zhǎng)寬比矩形截面高層建筑的風(fēng)荷載進(jìn)行研究，對(duì)比分析了不同情況下高層建筑的層體型系數(shù)與建筑長(zhǎng)寬比的相關(guān)規(guī)律．文獻(xiàn)[12-13]通過(guò)風(fēng)洞測(cè)壓實(shí)驗(yàn)，研究了風(fēng)場(chǎng)類(lèi)型及周邊干擾對(duì)高層建筑風(fēng)荷載的影響，研究結(jié)果表明：周邊干擾對(duì)高層建筑風(fēng)荷載的影響不僅與周邊建筑的相對(duì)位置有關(guān)，還與建筑所處的風(fēng)場(chǎng)類(lèi)型有關(guān)．

近幾年來(lái)，外部平臺(tái)被越來(lái)越多地采用到大跨建筑設(shè)計(jì)中，它具有聯(lián)系各主要場(chǎng)館、人員分流疏散，和良好的建筑景觀效果等優(yōu)點(diǎn).外部平臺(tái)對(duì)于大跨建筑屋蓋風(fēng)荷載影響如何，以往的研究還鮮有這個(gè)方面的結(jié)論.本文以設(shè)置外部平臺(tái)的大跨體育館為研究對(duì)象，研究外部平臺(tái)的寬度對(duì)于屋蓋平均風(fēng)壓系數(shù)、脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)的影響，取得了一些有工程參考意義的成果.

1 風(fēng)洞試驗(yàn)簡(jiǎn)介

1.1 試驗(yàn)概況

大跨建筑最大高度30 m，屋蓋平面投影近視為圓形，直徑136 m.外部平臺(tái)為圓環(huán)形，設(shè)置在體育館外部6 m高度處(體育館二層樓面高度)，平臺(tái)由立柱支撐.平臺(tái)寬度選取4 m,8 m,12 m,16 m，20 m 5個(gè)典型寬度.試驗(yàn)?zāi)Ｐ桶凑?∶200的縮尺比制作，風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D1所示.在模型的屋蓋表面共布置133個(gè)測(cè)點(diǎn)，具體測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖2.定義正西方向來(lái)流為0°風(fēng)向角.由于大跨建筑的對(duì)稱性，本文僅對(duì)0°風(fēng)向角進(jìn)行分析.

1.2 風(fēng)場(chǎng)模擬

試驗(yàn)在湖南大學(xué)建筑安全與節(jié)能教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室HD-3風(fēng)洞進(jìn)行.HD-3風(fēng)洞為閉口回流式風(fēng)洞，模型試驗(yàn)區(qū)橫截面寬3 m，高2.5 m，轉(zhuǎn)盤(pán)直徑1.8 m.地貌類(lèi)型按照B類(lèi)地貌考慮，按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 50009 2012)取糙度系數(shù)α=0.15，幾何縮尺比為1∶200，試驗(yàn)風(fēng)速為10 m/s.B類(lèi)地貌的風(fēng)剖面和湍流度剖面，如圖3所示.

圖1 風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛨DFig.1 The wind tunnel test model

(a) 測(cè)點(diǎn)布置俯視圖

(b)測(cè)點(diǎn)布置剖面圖圖2 風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置Fig.2 The measuring point arrangement

1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

在結(jié)構(gòu)風(fēng)工程中，物體表面的壓力通常用對(duì)應(yīng)于參考點(diǎn)的無(wú)量綱壓力系數(shù)表示，測(cè)點(diǎn)的凈風(fēng)壓系數(shù)CPi(t)：

(1)

風(fēng)速U/(m·s-1)圖3 B類(lèi)風(fēng)場(chǎng)風(fēng)剖面及湍流度Fig.3 The wind profile and turbulence intensity of terrain category B

對(duì)于每個(gè)測(cè)點(diǎn)，均記錄了10 000個(gè)Pi的數(shù)據(jù).通過(guò)對(duì)CPi(t)的分析，可得到各測(cè)點(diǎn)的平均風(fēng)壓系數(shù)CPi,mean和脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)CPi,rms.

(2)

(3)

2 平均風(fēng)壓和脈動(dòng)風(fēng)壓特性

由于結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，僅在0°風(fēng)向角下取屋蓋半結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析.為了更好地研究外部平臺(tái)寬度對(duì)大跨屋蓋風(fēng)壓的影響，本文選取了屋蓋邊緣的測(cè)點(diǎn)F層，中部測(cè)點(diǎn)D層，中部測(cè)點(diǎn)B層的風(fēng)壓系數(shù)進(jìn)行分析.由于屋蓋邊緣的特殊構(gòu)造形式，本文對(duì)F層測(cè)點(diǎn)的奇數(shù)偶數(shù)測(cè)點(diǎn)分開(kāi)研究.

2.1 平均風(fēng)壓系數(shù)

圖4為無(wú)平臺(tái)和3種平臺(tái)寬度下屋蓋F，D和B層測(cè)點(diǎn)的平均風(fēng)壓系數(shù).表1給出了無(wú)平臺(tái)和5種平臺(tái)寬度下局部測(cè)點(diǎn)的平均風(fēng)壓系數(shù).由圖4和表1可知：

1) B層和D層測(cè)點(diǎn)的平均風(fēng)壓系數(shù)分別在-0.25～ -0.3，-0.3～ -0.4范圍內(nèi)，相對(duì)于F層測(cè)點(diǎn)的更為平穩(wěn).有外部平臺(tái)時(shí)，B層和D層測(cè)點(diǎn)的平均風(fēng)壓系數(shù)絕對(duì)值有一定的增大，增幅基本處于10%以內(nèi).

2)0°風(fēng)向角作用下，F(xiàn)1～F18測(cè)點(diǎn)位于迎風(fēng)面，平均風(fēng)壓系數(shù)為負(fù).由于屋蓋邊緣特殊的凹凸起伏構(gòu)造，F(xiàn)1～F17奇數(shù)測(cè)點(diǎn)和F2～F18偶數(shù)測(cè)點(diǎn)的平均風(fēng)壓系數(shù)分布規(guī)律不一致.F1～F17奇數(shù)測(cè)點(diǎn)的平均風(fēng)壓系數(shù)絕對(duì)值在F1點(diǎn)最大，隨著氣流流動(dòng)的方向逐漸減?。籉2～F18偶數(shù)測(cè)點(diǎn)的平均風(fēng)壓系數(shù)絕對(duì)值在F10點(diǎn)突變到最大值.

表1 不同平臺(tái)寬度下幾個(gè)測(cè)點(diǎn)的平均風(fēng)壓系數(shù)Tab.1 Mean wind pressure coefficient of several measuring points with different width of platform

就平臺(tái)而言，F(xiàn)1～F17奇數(shù)測(cè)點(diǎn)的平均風(fēng)壓系數(shù)絕對(duì)值隨著平臺(tái)寬度的增加先增大后減小，平臺(tái)寬度12 m時(shí)增幅最大，達(dá)到33%，平臺(tái)寬度20 m時(shí)增幅為20%；F2～F18偶數(shù)測(cè)點(diǎn)僅在F2～F8測(cè)點(diǎn)處滿足平均風(fēng)壓系數(shù)絕對(duì)值隨平臺(tái)寬度增加先增后減的規(guī)律，但在F10測(cè)點(diǎn)的平均風(fēng)壓系數(shù)絕對(duì)值不僅沒(méi)有增大，而且在平臺(tái)寬度4 m時(shí)有7%的減小.產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是外部平臺(tái)使得來(lái)流向建筑物頂面的繞流增強(qiáng)，氣流在屋蓋迎風(fēng)面邊緣的流體分離加劇.同時(shí)，屋蓋邊緣的凹凸起伏造型對(duì)氣流的運(yùn)動(dòng)也產(chǎn)生顯著影響.

圖4 不同平臺(tái)寬度下屋蓋平均風(fēng)壓系數(shù)對(duì)比Fig.4 Changes of mean wind pressure coefficient with different width of platform

3)0°風(fēng)向角作用下，F(xiàn)19～F36測(cè)點(diǎn)位于背風(fēng)面.F20～F36偶數(shù)測(cè)點(diǎn)的平均風(fēng)壓系數(shù)絕對(duì)值隨著氣流流動(dòng)的方向逐漸減小；F19～F35奇數(shù)測(cè)點(diǎn)的變化趨勢(shì)卻相反.

就平臺(tái)而言，奇數(shù)測(cè)點(diǎn)在F19～F23處的平均風(fēng)壓系數(shù)絕對(duì)值不同程度的增大，平臺(tái)寬度12 m時(shí)增幅最大，達(dá)到29%，平臺(tái)寬度20 m時(shí)增幅為24%；F29～F35測(cè)點(diǎn)處的平均風(fēng)壓系數(shù)絕對(duì)值在不同寬度平臺(tái)時(shí)有增大也有減小，但增減的幅度均在10%以內(nèi).偶數(shù)測(cè)點(diǎn)的平均風(fēng)壓系數(shù)絕對(duì)值不同程度地減小了.隨著平臺(tái)寬度的增加，偶數(shù)測(cè)點(diǎn)的平均風(fēng)壓系數(shù)絕對(duì)值先減小后增大，平臺(tái)寬度12 m時(shí)減幅最大，達(dá)到19%，平臺(tái)寬度20 m時(shí)減幅為15%；產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是外部平臺(tái)使得建筑物背后的回旋尾流沿建筑物表面向上的流動(dòng)受到阻礙，氣流在屋蓋背風(fēng)面邊緣的流體分離減弱.同時(shí)，屋蓋邊緣的凹凸起伏造型對(duì)氣流的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生顯著影響.

從總體上看，外部平臺(tái)增大了大跨結(jié)構(gòu)屋蓋的平均風(fēng)荷載.隨著平臺(tái)寬度的增大，屋蓋的平均風(fēng)荷載先增大后減小.平臺(tái)寬度12 m時(shí)最不利，其最大增幅達(dá)到33%.平臺(tái)寬度20 m時(shí)為20%.

2.2 脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)

圖5為無(wú)平臺(tái)和3種平臺(tái)寬度下屋蓋F，D和B層測(cè)點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù).表2給出了無(wú)平臺(tái)和5種平臺(tái)寬度下局部測(cè)點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù).由圖5和表2可知：

1)B層和D層測(cè)點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)基本處于0.08～0.10范圍內(nèi)，相對(duì)平穩(wěn).有外部平臺(tái)時(shí)，測(cè)點(diǎn)的平均風(fēng)壓系數(shù)絕對(duì)值不同程度地增大了.平臺(tái)寬度12 m時(shí)增大最明顯，增幅約10%.

表2 不同平臺(tái)寬度下幾個(gè)測(cè)點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)Tab.2 Fluctuating wind pressure coefficient of several measuring points with different width of platform

圖5 不同平臺(tái)寬度下屋蓋脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)對(duì)比Fig.5 Changes of fluctuating wind pressure coefficient with different width of platform

2)0°風(fēng)向角作用下，F(xiàn)1～F18測(cè)點(diǎn)位于迎風(fēng)面.奇數(shù)測(cè)點(diǎn)在F7～F17的脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)較大，在靠近來(lái)流的F1～F5反而比較小，這與平均風(fēng)壓的分布規(guī)律不一致.偶數(shù)測(cè)點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)壓分布規(guī)律與平均風(fēng)壓的分布規(guī)律較一致，脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)最大值和平均風(fēng)壓系數(shù)絕對(duì)值最大值出現(xiàn)位置相同.造成這種現(xiàn)象的主要原因是屋蓋邊緣特殊的凹凸起伏構(gòu)造.

2)0°風(fēng)向角作用下，F(xiàn)1～F18測(cè)點(diǎn)位于迎風(fēng)面.奇數(shù)測(cè)點(diǎn)在F7～F17的脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)較大，在靠近來(lái)流的F1～F5反而比較小，這與平均風(fēng)壓的分布規(guī)律不一致.偶數(shù)測(cè)點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)壓分布規(guī)律與平均風(fēng)壓的分布規(guī)律較一致，脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)最大值和平均風(fēng)壓系數(shù)絕對(duì)值最大值出現(xiàn)位置相同.造成這種現(xiàn)象的主要原因是屋蓋邊緣特殊的凹凸起伏構(gòu)造.

就平臺(tái)而言，平臺(tái)寬度12 m時(shí)，奇數(shù)測(cè)點(diǎn)F1～F13的脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)絕對(duì)值明顯增大，最大增幅為10%，偶數(shù)測(cè)點(diǎn)僅在F2～F8處的脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)絕對(duì)值增大，最大增幅為9%.其余平臺(tái)寬度對(duì)于脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)的影響基本在5%以內(nèi).

3)0°風(fēng)向角作用下，F(xiàn)19～F36測(cè)點(diǎn)位于背風(fēng)面.F22～F36的奇數(shù)測(cè)點(diǎn)和偶數(shù)測(cè)點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)變化趨勢(shì)較為一致，它們?cè)跀?shù)值上也比較接近，均在來(lái)流方向上逐漸減小.

外部平臺(tái)對(duì)于奇偶測(cè)點(diǎn)脈動(dòng)風(fēng)壓的影響相同.有外部平臺(tái)時(shí)，F(xiàn)22～F36測(cè)點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)絕對(duì)值不同程度地減小.其減幅隨著平臺(tái)寬度的增加而增加.平臺(tái)寬度4 m時(shí)減幅最小，為7%；平臺(tái)寬度20 m時(shí)減幅最大，達(dá)到19%.

從總體上看，外部平臺(tái)增大了大跨結(jié)構(gòu)屋蓋的脈動(dòng)風(fēng)荷載，平臺(tái)寬度12 m時(shí)最不利，其增幅達(dá)到11%.平臺(tái)寬度20 m時(shí)，增幅為8%，其余平臺(tái)寬度下的增幅基本在5%以內(nèi).屋蓋背風(fēng)面邊緣的脈動(dòng)風(fēng)荷載隨著平臺(tái)寬度的增加而減小，平臺(tái)寬度20 m時(shí)可達(dá)19%.

3 結(jié) 論

本文詳細(xì)研究了0°風(fēng)向角下，不同寬度的外部平臺(tái)對(duì)于大跨建筑屋蓋平均風(fēng)壓系數(shù)和脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)的影響，得到以下結(jié)論：

1) 外部平臺(tái)增大了大跨結(jié)構(gòu)屋蓋的平均風(fēng)荷載.隨著平臺(tái)寬度的增大，屋蓋的平均風(fēng)荷載先增大后減小.平臺(tái)寬度12 m時(shí)最不利，其最大增幅達(dá)到33%.平臺(tái)寬度20 m時(shí)為20%.

2) 外部平臺(tái)增大了大跨結(jié)構(gòu)屋蓋的脈動(dòng)風(fēng)荷載，平臺(tái)寬度12 m時(shí)最不利，其增幅達(dá)到11%.平臺(tái)寬度20 m時(shí)，增幅為8%，其余平臺(tái)寬度下的增幅基本在5%以內(nèi).屋蓋背風(fēng)面邊緣的脈動(dòng)風(fēng)荷載隨著平臺(tái)寬度的增加而減小，平臺(tái)寬度20 m時(shí)可達(dá)19%.

3) 近幾年來(lái)，外部平臺(tái)被越來(lái)越多地采用到大跨建筑設(shè)計(jì)中，相對(duì)于無(wú)平臺(tái)的大跨建筑而言，有平臺(tái)大跨屋蓋局部位置所承受的平均風(fēng)荷載和脈動(dòng)風(fēng)荷載有顯著增強(qiáng)，這對(duì)于結(jié)構(gòu)是不利的，應(yīng)當(dāng)引起設(shè)計(jì)人員的注意.

[1] PRASAD D, ULIATE T, AHMED M R. Wind loads on low-rise building models with different roof configurations[J]. International Journal of Fluid Mechanics Research, 2009, 53(3):46-51.

[2] 謝壯寧, 倪振華, 石碧青. 大跨屋蓋風(fēng)荷載特性的風(fēng)洞試驗(yàn)研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào), 2001, 22(2):23-28.

XIE Zhuang-ning, NI Zhen-hua, SHI Bi-qing.Experimental investigation on characteristics of wind load on large[J]. Journal of Building Structures,2001, 22(2):23-28.(In Chinese)

[3] 程志軍, 樓文娟, 孫炳楠,等. 屋面風(fēng)荷載及風(fēng)致破壞機(jī)理[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào), 2000, 21(4):39-47.

CHENG Zhi-jun, LOU Wen-juan,SUN Bing-nan,etal.Wind load on roof structures and mechanism of wind-induced damages[J]. Journal of Building Structures,2000, 21(4):39-47.(In Chinese)

[4] MARIGHETTI J, WITTWER A, BORTOLI M De,etal. Fluctuating and mean pressure measurements on a stadium covering in wind tunnel[J]. Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, 2000, 84(99):321-328.

[5] MELBOURNE W H. The response of large roofs to wind action[J]. Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, 1995, 54(2):325-335.

[6] 沈國(guó)輝, 孫炳楠, 樓文娟. 大跨屋蓋懸挑結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載分析[J]. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào), 2004, 22(1):41-46.

SHEN Guo-hui, SUN Bing-nan, LOU Wen-juan.Wind load on cantilevered structures of long span roofs[J]. Acta Aerodynamica Sinica,2004, 22(1):41-46.(In Chinese)

[7] 李波, 楊慶山, 馮少華,等. 周邊建筑對(duì)大跨屋蓋風(fēng)荷載的干擾效應(yīng)研究[J]. 實(shí)驗(yàn)流體力學(xué), 2012, 26(5):27-30.

LI Bo，YANG Qing-shun，F(xiàn)ENG Shao-hua，etal. Research on the interference on the wind load effect of surrounding buildings of long-span roof[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2012, 26(5):27-30.(In Chinese)

[8] 魏慶鼎. 透風(fēng)性女兒墻對(duì)尖屋頂風(fēng)荷載的影響[J]. 氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)與測(cè)量控制, 1992, 6(1): 25-33.

WEI Qing-ding. The effect of parapet with opening on wind loading of an oblique roof[J]. Aerodynamic Experiment and Measurement &Control, 1992, 6(1): 25-33. (In Chinese)

[9] 余世策, 樓文娟, 孫炳楠,等. 開(kāi)孔大跨屋蓋結(jié)構(gòu)的內(nèi)部風(fēng)效應(yīng)研究[J]. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)：工學(xué)版, 2005, 39(8):1206-1211.

YU Shi-ce，LOU Wen-juan，SUN Bing-nan，etal. Internal wind effect for long span roof structure with openings[J]. Journal of Zhejiang University: Engineering Science, 2005, 39(8):1206-1211. (In Chinese)

[10]李壽科, 李壽英, 陳政清. 開(kāi)合屋蓋體育場(chǎng)風(fēng)荷載特性試驗(yàn)研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào), 2010, 31(10):17-23.

LI Shou-ke，LI Shou-ying，CHEN Zheng-qing . Experimental investigation on wind loading ofa stadium with a retractable roof[J]. Journal of Building Structures，2010, 31(10):17-23. (In Chinese)

[11]沈國(guó)輝, 錢(qián)濤, 羅蔣皓, 等. 不同長(zhǎng)寬比矩形截面高層建筑的風(fēng)荷載研究[J]. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2015, 42(3): 77-83.

SHEN Guo-hui，QIAN Tao，LUO Jiang-hao,etal. Study of wind loading on rectangular high-rise buildings with various length-to-width ratios[J]. Journal of Hunan University:Natural Sciences,2015，42(3)：77-83. (In Chinese)

[12]李正農(nóng), 康建彬. 風(fēng)場(chǎng)和周邊干擾對(duì)高層建筑峰值風(fēng)壓的影響[J]. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版, 2014, 41(4):78-86.

LI Zheng-nong，KANG Jiang-bin. Influence of terrain categories and surrounding interference on the peak pressure of high-rise buildings[J]. Journal of Hunan University:Natural Sciences, 2014, 41(4):78-86.(In Chinese)

[13]李正農(nóng), 郝艷峰, 劉申會(huì). 不同風(fēng)場(chǎng)下高層建筑風(fēng)效應(yīng)的風(fēng)洞試驗(yàn)研究[J]. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版, 2013, 40(7): 9-15.

LI Zheng-nong，HAO Yan-feng，LIU Shen-hui.Wind tunnel test of tall building wind effect in different geomorphologic terrain categories[J]. Journal of Hunan University:Natural Sciences, 2013, 40(7):9-15. (In Chinese)

Influence of Various External Platform Widths on Wind Loads of Large-span Buildings

LI Zheng-nong?，CHEN Ce

(Key Laboratory of Building Safety and Energy Efficiency, Hunan Univ, Changsha, Hunan 410082, China)

In order to study the influence of external platform width on wind loads of large-span buildings, wind tunnel tests of six rigid models with various platform widths were carried out. In particular, the characteristics of mean wind pressure coefficient and fluctuating wind pressure coefficient were studied. The test results show that the enlargement of platform widths increases the mean wind loads. The mean wind loads change from small to large and to small again with the increase of platform width. The most unfavorable situation occurs when the platform width is 12 meters, and its growth rate reaches 33%, while its growth rate is 20% when the platform width is 20 meters. Meanwhile, the increase of platform widths increases the fluctuating wind loads. The most unfavorable situation takes place when the platform width is 12 meters, and its growth rate reaches 11%, while its growth rate is 8% when the platform width is 20 meters, and the rate is lower than 5% in other cases. The fluctuating wind loads on the leeward side decrease when the width of platform increases. The maximum decrease reaches 7% when the platform width is 20 meters.

large-span buildings; platform; rigid model; fluctuating wind loads; wind tunnel test

1674-2974(2016)11-0001-06

2015-11-28

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51278190, 51178180, 51478179)，National Natural Science Foundation of China(51278190, 51178180, 51478179)

李正農(nóng)(1962-)，男，湖北武漢人，湖南大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師?通訊聯(lián)系人，E-mail:zhn88@263.net

TU973

A