屋盖表面的雪颗粒在风力作用下会发生复杂的漂移堆积运动,造成屋盖上积雪的不均匀分布,可能会导致屋盖坍塌。而中国现行的建筑结构荷载规范仅能提供几种简单外形屋面的积雪分布系数,并且主要依靠设计经验,缺乏严格的理论根据。本项目利用计算流体动力学(CFD)方法,结合风洞试验,对风致大跨屋盖表面雪颗粒的漂移堆积效应进行模拟研究。计算风雪运动在屋盖表面从非稳态到稳态的发展过程,分析风雪运动的动态变化特性。对雪颗粒在常见大跨屋盖表面运动时的力学原理进行分析,对雪颗粒运动随各种影响因素的变化规律进行归纳和总结。进行风雪两相的风洞试验,其中包括采用硅砂等其它颗粒代替雪颗粒进行试验,以及在北方地区采用真正的雪颗粒进行试验;在获得风雪两相试验的基础上结合数值计算进行综合比较、分析。在对屋盖表面风雪运动深刻理解的基础上,给出计算屋盖积雪分布系数的实用方法,为大跨屋盖结构的抗雪灾设计提供依据。
英文主题词large-span roof; snow loading; CFD; wind tunnel test