РЕФЕРАТ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ УЧЕТА ВЕТРОВОГО
РЕЖИМА ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКИ И РАСЧЕТА ВЕТРОВЫХ НАГРУЗОК... 7
1.1. Анализ современного состояния проблемы учета ветрового режима
городских территорий 7
1.2. Анализ современного состояния проблемы расчета ветровых нагрузок с
учетом локальных изменений скорости ветра 10
1.3. Основные положения и принципы аэродинамики плохообтекаемых тел....16
1.4. Существующие способы проведения исследований
аэродинамических процессов 18
ГЛАВА 2. ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ЧИСЛЕННОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ 21
2.1. Описание методики проведения исследования 21
2.2. Проведение численных экспериментов I-го этапа исследования 33
2.3. Анализ результатов численных экспериментов I-го этапа исследования... 40
2.4. Проведение численных экспериментов II-го этапа исследования 57
2.5. Сравнение результатов расчета ветровых нагрузок 61
2.6. Выводы по результатам исследования 63
ГЛАВА 3. Общие выводы и рекомендации 64
3.1. Общие выводы по результатам исследования 64
3.2. Рекомендации по использованию разработанной методики учета локальных
изменений скорости ветра при расчете ветровых нагрузок 66
3.3. Перспективы дальнейших исследований проблемы 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 69
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Список публикаций автора 72
Цель исследования. Изучение закономерностей распределения ветрового давления по фасаду высотного здания от действия ветрового потока, трансформированного прилегающей застройкой.
Задачи исследования:
1. Выявление прямой зависимости распределения давлений по поверхности здания при действии трансформированного воздушного потока от геометрических параметров застройки на основе результатов экспериментов численного моделирования в программном комплексе ANSYS Fluent.
2. Определение оптимальных геометрических параметров застройки, при которых будет минимизирован эффект локального увеличения скорости ветра, а также будет наблюдаться снижение интенсивности ветрового давления, действующего на высотное здание.
3. Разработка предложений и рекомендаций по проектированию застройки с учетом влияния ее геометрических параметров на скоростной режим ветра.
Практическая значимость работы заключается в том, что полученные результаты исследования могут применяться при проектировании застройки с высотными (более 75 м) зданиями для снижения, действующего на них ветрового давления и нейтрализации эффекта локального увеличения скорости ветра (эффект трубы). При этом учитываются параметры комфортности застройки для человека (режим проветривания).
Современное строительство характеризуется увеличением этажности зданий в рамках тенденции уплотнения застройки и рационального использования территорий. При проектировании высотных (более 75 м) зданий значительное влияние оказывают горизонтальные нагрузки (ветровое давление, сейсмика), для расчета которых существует множество различных методик и рекомендаций.
Но при этом, вопросы расчета высотных зданий на ветровую нагрузку нельзя считать окончательно решенными. Существует целый спектр проблем, возникающих в сложных градостроительных ситуациях (восходящие потоки ветра, определение аэродинамических коэффициентов для зданий сложной формы, влияние параметров застройки на скорость ветра и т.д.). Как известно, для плотной застройки характерно снижение скорости ветра по сравнению с открытой местностью приблизительно в 2 раза, что позволяет снизить расчетную ветровую нагрузку при расчетах. Однако в некоторых неблагоприятных случаях может возникнуть «эффект трубы», при котором при прохождении ветра через застройку, наблюдается увеличение скорости отдельных потоков, оказывающих значительное воздействие на здания. На сегодняшний день этот вопрос учитывается при помощи экспериментов физического и численного моделирования процесса взаимодействия ветра с застройкой во всех направлениях. Эти мероприятия проводят при проектировании кварталов с высотной застройкой (более 100 м), однако это не всегда удобно, а также увеличивает стоимость проектных работ.
В данном контексте возникает необходимость составления уточненных рекомендаций по проектированию, в которых будет учтено влияние трансформации воздушного потока на аэродинамические коэффициенты не только по высоте, но и по всей поверхности здания.
Таким образом, можно судить о том, что тема исследования актуальна и востребована в современном строительстве.
В результате проведенного исследования была построена общая методика учета локальных изменений скорости ветра в городской застройке и основные принципы. Разработанная методика позволяет выполнить расчет статического ветрового давления на здание от трансформированного воздушного потока, прошедшего через разрыв между зданиями. Учет этого явления должен производиться при разработке генплана либо при непосредственно проведении расчетов конструкций здания.
Выведены расчетные формулы и сформированы таблицы для расчета по разработанной методике. В целом методика позволяет произвести учет явления локальных изменений скорости ветра в высотной застройке без проведения экспериментальных исследований.
Определены границы применимости методики и перспективы дальнейших исследований в этом направлении. Выполненная работа имеет практическую ценность.
