异型大厦附近的风环境影响研究.pdf

异型大厦附近的风环境影响研究琚素芳1,刘军2,李龙3,张成新4水武建勋5, Ⅲ仃限公司·北京100070:(北京)上爪系,北京100083 摘要:高楼大厦附近的风力和风向一般与空旷地的风力风向有较大的差异,有时会吹倒行人和自行车,会卷走广告牌吹折大树吹断电线,造成较火的损害。对于风的流场的数值模拟的雉点在于对涡流的处理,本文利用k-s ’IF矩形截面的异型大厦附近的风环境进行了数值模拟,发现建筑物附近行人高度的绕流风速有时有砦地方可以达到空地风速的数倍,难怪会造成较大的损害,这样大的风速对于很多问题已经是不能不考虑了。关键词:风环境;高层建筑;数值模拟:涡流:矗￡模型 1导言近年来超高层建筑飞速发展,建筑群越米越密集。高耸建筑改变了风的流场的分布。风与结构相互作用十分复杂,层流还比较容易处理,涡流已是高度非线性,进入混沌状态,伴随分形,突变,分叉, 自相似等一系列很难处理的现象。现在在理论上还不能建立完善的数学模型来描述风工程问题。由于大风或龙卷风而倒塌或损毁的建筑物毕竟比较少,但是风环境的影响则比较常见。1988年北京的一场5、6级大风,在楼群间局部高达lo级风,吹断多处输电线路造成大面积的停划1t2】。1993年北京火车站前广告牌被大风吹倒,死2人,伤15人,因为国际饭店附近风速大增直冲该广告牌12】o 1972年英国普茨茅斯的一位老太太在16层的大厦拐角处被风吹倒而死亡【3】:1982年在美国纽约,一位女经济学家在高楼前被狂风刮倒摔伤肩膀,于是状告建筑承包商而且赢得了官司f4】。高层建筑周围风速过大尘土飞扬举步维艰,冬天增加寒冷感,风的旋涡和夕E角不利丁二自然通风,以及造成热岛效应。这都是建筑的风环境。目前,在世界上已经有很多大城市要求在建筑物建造之前进行风环境评估,而在我国,仅在建筑规范中提到建筑物间距应该满足通风的需要,对丁风的环境影响还没有一般规定。在建筑设计规划中也很少预测建筑风环境。本文尝试运用数值模拟手段对1F矩形截面的异型塔楼建附近的风环境进行评估,希望对这方面有些推动作用。风环境的研究方法很多,解析解理论性最强,但是求解困难,只能用于最简单的情况。实用研究方法多采用现场实测,风洞试验,数值模拟等。其中数值模拟代价低,精度高,设备要求低,工作周期短, 适用面广。主要问题是对于计算结果不能直接采信,一般需要先用实测或试验对计算模型的适宜性加以确认,而对照的结果经常是有些相似但也不完全一致,尚达不到平面有限元结构力学运算那样的可信程度。在计算模型中建筑周围的风的流场可视为火气边界层中的低速湍流过程,建筑物一般视为非流线型钝体结构,其周围的流动风往往表现为分离、.再附着、涡流及漩涡脱落等复杂流动现象,是一种高雷诺数的三维过程,因此风的数值模拟比一般的计算流体力学问题更复杂更困难。一般假设流动风为粘性流作者简介: 1琚索芳:1977。5。,山西,技术英,硕t:.结构T稃 2刘军:,,河北,:.结均T桴 3季龙:1981,12,25出生,男。JJI西,硕上研究￡b学il:。结构丁榉 4张成新,。6出生,,硕1::.i^掬下种 5武建勋:,