大跨膜結構體育場罩棚的風洞試驗摘要：針對大跨膜結構風壓體型系數難以確定的問題，對浙江某大學體育場屋面進行了風洞試驗。共取24個方向角，在計算機程序的控制下，測壓孔的壓力經掃描閥巡回掃描變成電信號后，由A／D卡轉換成數字信號送計算機，然后由計算機對數據進行采集、處理，得到膜結構表面各點風壓系數及風壓的時程值、平均值、均方根值和峰值，并對數據進行了分析。關鍵詞：大跨膜結構；風洞試驗；風壓中圖分類號：TU317．1文獻標識碼：A文章編號：Totheproblemofdifficultconfirmofwindpressurecoefficientinlargespanmembranestructure,thetunnelexperimenttotheroofofZhejiangCommerceUniversitywascarriedout.24directionsofwindwerechosen.Underthecontrolofcomputer,thepressureofpressurepolewaschangedtotheelectricsignalandtheelectricsignalwastransmittedtocomputerbyA／Dcardforcollectionanddisposal,sothepressurecoefficientofdifferentdisplacesandtheirtimehistoryvalue,meanvalue,averageradixvalueandpeakvaluewereobtained,atlastthevalueswereanalysed.Keywords:largespanmembranestructure;tunnelexperiment;windpressure航1圾也試驗模型和試威驗設備準膜結構是一種苗建筑與結構完勤美結合的結構注體系。它是用內高強度柔性薄樹膜材料與支撐并體系相結合形便成具有一定剛追度的穩定曲面屆，能承受一定觸外荷載的空間蟲結構形式。具覺有造型自由輕畜巧、阻燃、制蕉作簡易、安裝僑快捷、節能、奏使用安全等優施點，在世界各棉地受到廣泛應滅用。償本文以浙江工浮商大學主體育穿場為例介紹了膽大跨膜結構屋柏面風洞試驗的淚方法和結果，埋分析其風壓分謎布特點。閉浙江工商大學院主體育場短建筑平面總體蟻形狀呈橢圓形耀，長約匯192m雙，寬約盒165m玉，看臺四周采榴用了大面積的譜玻璃幕墻，罩患棚屋面采用大銀面積的鋼構架淚，造型獨特。殿僅西區主看臺澆上部設有月牙衛狀曲面罩棚屋與面，屋面長約捉16是0m捐，最寬約刊33傭.動6商m燭，最高點離地湊約刃23壇.濤2月m佳。對于這種特遼殊體形的結構捎，現行的《建權筑結構荷載規臭范》較（載GB線50009愁-都2001鉛）尚無可供參最考的體型系數秋。規范所提供用的體型系數也慘沒有具體考慮是建筑所處的周丘圍環境、大氣監邊界層、氣流腿三維流動的影照響，因而根據畢規范計算出的潮結構風荷載在危總體上偏保守貨，在某些局部紋則不夠安全。各風洞試驗能具炒體模擬該建筑公的周圍環境、限大氣邊界層等繁重要因素。體試驗浩模型為封閉空翁心的有機玻璃蝶模型鋼(哥圖百1線、圖炊2)幕，模型內外表盤面與實際建筑敏幾何相似，縮幻尺比險1孤：紋2蘭00岡，館在風洞中的阻材塞比為贊3義．臘3昂％恭(域<5把％白)慮，滿足試驗的以阻鏈塞比要求。圖2試驗模型圖1試驗模型圖2試驗模型圖1試驗模型槽根據試驗要求雕在墻體外表面廈上選擇掙了派5行個截面布置測隊壓點，在實際棟建筑上對應的谷高度為錄2.0m咳、件2.0m張、慢6.0m售、押8.0m眼、悅16.45m遷，依次命名影為智A謀、禽B錄、盟C頑、范D叮、滋E嚷，對應在接近蛙大門的墻體內告表面上布置測巷壓點，依次命面名略為額D陷A狐、技D緒B狠、析D萄D希。騙為便于分析差，讀在罩棚屋面上屠表面爺分猛2射部分布置測壓設點，每部分最病高點在實際建鎮筑上對應的高全度為悄2播3樹.溉188m液，管2捏3敞.稻188m著，依次命名為直F掀，顏G檢；對應在屋面腥下表面勿分幸2攝部分布置測壓賞點，依次命名蔽為贊D波F堤，錦D唱G紋。駐采用頸CGB-1激建筑風洞的大駱試驗段。試驗俊段為閉口式，膀長苦10衡m憶，截面尺寸寬獨3纖m將、高狼2孟m目，試驗段的最近高風速擱20拼m它/黑s屢。衰采用《建筑結姓構荷載規范》互-90J后中規定的夫B彼類地貌大氣邊猛界層氣流欣(援根據實際地形憂地貌決定仰)博，邊界層厚度員為旺1探．院6m圓，風速沿高度勇變化指數逆a=0演．墊16姓，近地湍流度濤e犯＝弦20丘％糧,艙如京圖受3脈所示。匙貨本次試驗采用你美國沈Scaniv軌alve兵公司生產的、班目前世界上最墻先進州的吵DSM3件2芬0班0射電子式壓力掃圣描閥系統，組羽件包談括烏SPC300峰0疤，草ZOC33/鬧64PxX2鄭-第10朝鎮，財H傾2鮮O×鉗3沒壓力掃描模塊濕。掃描頻率尼為隸50kH匠z暈，每次可測晴量護37擊2估個測點。試驗正采用的壓力管將為經過校準的糧專用阻尼型動子態壓力傳輸管租，截止頻率為均1宣50妄Hz豬。膊圖民3待網B營類邊界層平均豬速度和湍流度飾剖面模盆擬迅煎2挎試驗方法桂湊試驗風速控制涂為戶l勉0遞m排／騰s懇，采樣頻率盜500Hz地，每個樣本的罷采樣時間為刃16s強，滿足脈動風菜壓測試的要求餓。通過轉動試佛驗段轉盤來改雁變來流方向角戴，共取夢24丈個方向角，間爽隔亭l5典o路,芝風向角規定見撕圖馳4木。在計算機程南序的控制下，選測壓孔的壓力御經掃描閥巡回壤掃描變成電信文號后，由鄉A肅／長D陶卡轉換成數字辭信號送計算機勤，然后由計算急機對數據進行賤采集、處理。原模型表面的脈娃動風壓試驗由義計算機自動完涂成，試驗系統誤框圖如未圖復5筍。模型測壓孔導管模型測壓孔導管壓力掃描閥計算機數據采集電信號控制數據圖5試驗系統框圖圖4風向角循俱評風洞試驗中建養筑物屋面上的頁風荷載通常用棉風壓系數和風屠壓來表示。由檢于近地風可分備為平均風和脈少動風兩部分，爭其中脈動風的餡強度是隨機變淚化的，加上來沿流的湍流成分甩和繞流在屋面暗上分離、再附懲著以及旋渦脫咽落的作用，在新風洞的模擬大見氣邊界層流場浸中，測得的屋董面各點的壓力話系數也是隨機吉變化的脈動值沉。因此，屋面夏的脈動風壓試赴驗一般應提供鞋屋面表面各點綢風壓系數及風腐壓的時程值、丑平均值、均方哪根值和峰值。圖4風向角惠3懸試驗結果分析脾表富1抗：風壓系數平繩均值最高和最播低值及其出現走部位謹角度左上表面風壓系鑄數平均值最高掘上表面風壓系榴數平均值最低嚼下表面風壓系度數平均值最高會下表面風壓系球數平均值最低義綜合風壓系數構平均值最高趕綜合風壓系數肉平均值最低當0段G21桑-0.31略G5田-1.71疑DG11拐0.42比DF4更0.06投F3毒-0.56皮F41恐-2.5稠15鴉G34咱-0.32禽G5討-1.58猶DG22聰0.43丸DG39桿-0.15亭G38承-0.29拾G10閃-2.43勤30僅G37卷-0.24企F41掩-1.55俊DG22杠0.55尿DG39棵-0.24圾G37西-0.06攏F41踐-2.23知45屯G41鳴0.03談G5桃-1.59席DG12幅0.53尼DG39槳-0.48剃G41陽0.45態G5杠-2.03清60級G41柔0.19聚F41辯-1.12崗DF27皂0.47澡DG41右-0.7凍G41膠0.89巧F25惱-1.54端75矮G38凍0.19包F21碼-0.57肯DF27敘0.34納DG41障-0.72榨G41消0.9絕F21遮-0.99雄90部G34覆0.22扭F34蝕-0.22約DF19猾0.12巷DG41騎-0.66不G38添0.8鑒G11吐-0.61罩105方G38堡0.08啟G11謎-0.53猛DF19喚-0.01從DG39虛-0.68愿G38滑0.76活G16江-1.04絮120竄F8蠅-0.1憤G11沒-0.9障DF21些-0.03乏DG32砌-0.64射G35燥0.44騙G6琴-1.2孤135呈F8付-0.18負G11塘-1.29染DF21克-0.06防DG11是-0.66茶G35香0.24租G6份-1.44蠟150靠F8催-0.22失G11斜-1.46乓DF21萌-0.04坡DG11典-0.79鞠G29逆0.2穩F37蓋-1.53慌165疫F16冊-0.28宜G11細-1.62痛DF21指-0.04蹦DG11附-0.82岸G31蹤0.07總F37刊-1.67層180阿G15辮-0.26貨G11服-1.68艱DF21把-0.07共DG11擦-0.81飾G19傷-0.07佩F37濾-1.79渣195延G29珍-0.24扒F32估-1.68駱DG25員-0.05矛DG11戚-0.78崇F4立-0.04訂F37豐-1.77袖210全G41爺-0.16倚F32緊-1.52饅DG41驕-0.09家DG11藍-0.68腫F10或0.17繳F32致-1.54外225輔G41積-0.11塌F32芒-1.31漆DG41片-0.11測DF8瓣-0.6燦F7賀0.22勵F37汁-1.31夜240療G41撞-0.05蚊F32逐-0.88鼠DG24拖-0.08物DF4替-0.67尺F7蹤0.41知G1量-1.01桿255傲G35殲0.03贈F32握-0.46句DG24兄0.03宰DF3砍-0.73既F3很0.76強F22桃-0.76向270之F3鉤0.23展G1鋸-0.25透DG24徑0.14重DF1濟-0.69辛F3梨0.87秀G33最-0.52榮285案F3芬0.16茅G25旁-0.57漲DG22鈔0.31直DF1晚-0.79卻F1證0.9豐G5狠-0.9欄300年F1赴0.06豪G5餡-1.13擋DF27隨0.48乞DF1得-0.72妨F1錫1.21乎G5爭-1.5雨315穗F5尾-0.03梯G5派-1.41類DF27悠0.53糖DF4畜-0.29居F1貫0.68臣F41嫌-1.8緩330固F5吼-0.2欄G5裂-1.58那DF27濤0.54佳DF4遷-0.18花F3六-0.57唉F41眉-2.17免345俘F5惑-0.27毫G5暢-1.54轉DF27步0.47背DF4環-0.13俘F5切-0.8勺G10萄-2.35斃從數據表分析雞可以看出，匯從各風向角風館壓系數綜合平酒均值來看匠，褲0籃度角顯示出極夏大多數點的風鵲壓極值，尤其陷是罩篷端部最矮大值玉達伍-1.9托5鋪，除個別點外路，罩篷端部風處壓系數最大，按尾部風壓數系瘡最小。本次試輸驗還顯示，蜓從漠4癥5哥度風向角開始似，罩篷沿長向烤的一端逐漸出朱現正風壓，當抗增加蠟到嫌9棚0柱度風向角時，雜正風壓約約占瘋1/窄4欲區域，隨后風口向角尺從劫9珠0經度繭至擇18敗0校度正風壓區域禿再逐漸減小浴，丑18洽0理度風向角時均吼呈現負風壓，橡這與荷載規范囑相差甚遠。值喝得注意的是蠻，堪18枯0悄度風向角時，農罩篷尾部的風功壓系數大于端室部的風壓系數扎，而且這一現紗象持續干至足27煩0憐度風向角。散從槐27泥5葛度風向角聾至臨33痛5鴨度風向角罩篷悉端部風壓系數單又開始大于尾仍部風壓數系。糕對其它統計數支據分析，發現史風壓系數的均級方根值變化范礎圍較小且其大活小與平均值的攤大小聯系密切餅；而風壓峰值貿綜合前兩者乘紋以基本風壓而園得到的，其分英布圖由前兩者月決定。一般來民說，風壓系數熱平均值大的部訊位，其均方根分值和風壓峰值劑也大，反之亦勤然。因此，下編面主要分析風碧壓系數平均值造的平面分布并躍結合所有風向梯角下最不利綜衰合風壓峰值來娃分析建筑的氣菜流分布情況。葛因為全部工況該是工程完成后氧長期使用的狀信態，所以重點愧對該狀態進行積分析；同時對攪建筑物在三種皆工況下的風壓香分布進行分析逼對比。4結論淋風壓系數平均姜值分布規律性頁明顯，能體現這屋面流場分布踏情況。膜結構附屋面上表面主壁要分布為負壓穴，迎風邊緣及旅突出部位較大屋，低凹處及尾臭流區域較小；糊下表面風壓分身布具有鈍體外攔形的特點。線罩篷端部的風僵壓系數要大于休荷載規范中提顆供的值。在背辟風匆向守(殊180這0欲風向昌角榨)絹下，風壓系數退為負值，與荷摧載規范有較大足區別，值得注鋸意。欺3.騰校在構件設計時桐應參考所有風腦向角下綜合風捷壓峰值分布圖積。參考文獻：戴[暈1艦]永丁宗梁，張華沾．北京西站主漲站房建筑風荷域載模擬試驗研泛究器[J]裁．建筑結構學辮報，莊1996膛，的17(5)混：權56削—殘61保．芹[擠2技]丹吳太成，陳欽奪豪．深圳機場昌航站樓擴建工詞程風壓風洞試延驗研究意[J]榮．建筑結構學調報，送1997賣，猴18(4)燈：率44蕩—駐50偵．夠[父3賣]亮顏大椿等．北哨京植物園大型壁熱帶植物溫室小模型的風洞試埋驗巡[