Абраамян Н.Г.
ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕТРОВЫХ ПОТОКОВ ПО ПОВЕРХНОСТИ УНИКАЛЬНОГО ВЫСОТНОГО ЗДАНИЯ *
Аннотация:
в работе приводятся результаты исследования распределения ветрового потока по поверхности высотного здания методом эксперимента в аэродинамической трубе. Данное исследование посвящено сравнению значений аэродинамических коэффициентов высотного здания при наличии и отсутствии перед ним большепролетного здания.
Ключевые слова:
высотное здание, ветровая нагрузка, аэродинамика, аэродинамическая труба, аэродинамические коэффициенты, поток воздуха
К уникальным высотным зданиям относятся конструкции высотой не менее 100 метров. Для объектов, высота которых многократно превосходит поперечные в плане размеры, ветровая нагрузка является основной. [1-4]Не стоит забывать, что существующая в наше время застройка устроена таким образом, что помимо самого проектируемого здания, существенное влияние на аэродинамические характеристики способны оказывать и находящиеся рядом здания или сооружения. В соответствии с требованиями [4] в случае, когда принципиальная геометрическая схема здания не совпадает ни с одной из представленных в приложении В, аэродинамические коэффициенты устанавливаются на основе результатов математического или физического моделирования. Физическое моделирование подразумевает проведение эксперимента с уменьшенной моделью здания в аэродинамической установке. Эксперимент был проведён в лаборатории кафедры «Отопление и вентиляция» ННГАСУ. В качестве объектов исследования были взяты модели проектируемых зданий, 53-этажное высотное уникальное здание, высота которого вместе со шпилем от нулевой отметки составляет 263,5 м, а поперечные размеры здания в осях – 87,55 м х 42,30 м (рис. 1) и большепролетное здание, перекрываемое пространственными арками пролетом 227,65 м [1]. Для определения аэродинамических коэффициентов экспериментальными методами, были разработаны макеты, изготовленные 3D-принтере (рис. 1)./Рис.1. Макеты исследуемых зданий, помещенные в аэродинамическую трубу.В рабочей зоне аэродинамической установки (рис. 2) создавался равномерный поток воздуха. Измерение статического давления на поверхности модели здания в характерных точках производилось микроманометром. Во время эксперимента каждая трубка системы дренажей соединялась с микроманометром с помощью гибкой резиновой трубки./Рис. 2. Схема экспериментальной установки: 1 – исследуемая модель, 2 – ветровой поток, 3 – аэродинамическая труба, 4 – подиум-подставка под макет здания, 5 – направляющие ребра, 6 – гибкая трубка, 7 – микроманометр.По показаниям микроманометров были вычислены аэродинамические коэффициенты сe:сe = pпов / p0 , (1)где рпов – давление, измеренное в изучаемой точке поверхности,р0 – динамическое давление, оказываемое ветровым потоком на вертикальную поверхность.На основании измеренных результатов были определены значения аэродинамических коэффициентов для главного фасада высотного здания при направлении ветра, действующего под углом 45 к главному фасаду высотного и перпендикулярно переднему фасаду большепролетного (рис. 3). /Рис. 3. а) Схема расположения зданий относительно друг к другу, б), в) Распределение аэродинамических коэффициентов по поверхности высотного здания без большепролетного и с большепролетным зданием соответственно, г) Относительная разница между аэродинамическими коэффициентами.Из полученных результатов, можно сделать вывод, что значения аэродинамических коэффициентов при наличии перед высотным зданием препятствия в виде большепролетного сооружения в нижней части здания сильно уменьшаются по модулю, что видно по рисунку 4 г). При этом в точках, расположенных выше большепролетного здания, значения коэффициентов наоборот увеличиваются по модулю. Это обуславливается тем, что потоки воздуха, обходя преграду, начинают подниматься, создавая области увеличенного ветрового давления.По анализу данных значений можно заключить, что в условиях застройки, при определении ветровых нагрузок на уникальные объекты, необходимо производить математическое или физическое моделирование, с учетом зданий и сооружений, находящихся в непосредственной близости к проектируемому.
Номер журнала Вестник науки №1 (70) том 3
Ссылка для цитирования:
Абраамян Н.Г. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕТРОВЫХ ПОТОКОВ ПО ПОВЕРХНОСТИ УНИКАЛЬНОГО ВЫСОТНОГО ЗДАНИЯ // Вестник науки №1 (70) том 3. С. 791 - 795. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/12545 (дата обращения: 19.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2024. 16+