王 芳 王思怡 謝敬凱 朱旭輝 廖 科

(1.南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院,四川南充 637171;2.西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院,成都 610031)

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對于大跨度建筑的需求也逐漸提高。同時(shí),建筑師為了彰顯設(shè)計(jì)理念和大跨屋蓋結(jié)構(gòu)的美感,往往會(huì)在大跨屋蓋表面添加裝飾條帶[1],或者做出波紋造型[2]。本文以某高鐵站的大跨屋蓋結(jié)構(gòu)為研究對象,該屋蓋結(jié)構(gòu)宛如一只翩翩飛來的鳳凰。以高鐵站南北中軸為高點(diǎn),向東西兩側(cè)自然回落,猶如鳳凰緩緩垂下的兩翼,屋蓋表面的裝飾條帶,生動(dòng)地刻畫出了鳳凰羽翼的模樣,給人營造出一種輕盈靈動(dòng)的感覺。然而,大跨屋蓋表面所受的風(fēng)荷載與其本身的外形和表面粗糙度息息相關(guān),添加在大跨屋蓋表面的裝飾條帶會(huì)改變屋蓋的外形和表面粗糙度,從而對大跨屋蓋表面的風(fēng)荷載特性產(chǎn)生影響。

目前已有較多文獻(xiàn)對表面裝飾物及造型對建筑物表面風(fēng)荷載特性的影響進(jìn)行了研究。Montazeri等通過CFD模擬研究發(fā)現(xiàn)建筑物表面陽臺(tái)會(huì)對建筑物表面風(fēng)壓分布產(chǎn)生較大的影響[3];Yuan等通過風(fēng)洞試驗(yàn)研究了附屬結(jié)構(gòu)對高層建筑表面風(fēng)壓特性影響[4],結(jié)果表明附屬構(gòu)件會(huì)減小表面局部風(fēng)壓峰值;艾輝林等采用CFD模擬研究了超高層建筑外表面裝飾條的風(fēng)荷載分布規(guī)律[5];柯延宇等通過風(fēng)洞試驗(yàn)研究了光滑、半布和滿布三種工況下豎向肋條對高層建筑局部覆面風(fēng)壓的影響[6],結(jié)果表明肋條半布和滿布工況對局部風(fēng)壓特性造成的差異相差不大;沈國輝等研究了高層建筑表面鏤空裝飾對其風(fēng)荷載特性的影響[7],發(fā)現(xiàn)裝飾結(jié)構(gòu)能明顯減少建筑物側(cè)面風(fēng)壓的平均值與脈動(dòng)值;張建等對波紋狀懸挑大跨屋蓋的風(fēng)荷載特性進(jìn)行了研究[2],結(jié)果表明波紋造型對屋蓋平均風(fēng)壓與極值風(fēng)壓有顯著增大效應(yīng);李波等定量分析了矩形肋條高度、波紋間距對該類屋蓋風(fēng)荷載的影響[8],發(fā)現(xiàn)肋條對風(fēng)荷載特性的影響和風(fēng)向角與肋條間的夾角存在關(guān)系;林擁軍等通過風(fēng)洞試驗(yàn)與CFD模擬相結(jié)合的方法研究了表面有螺旋裝飾條的大跨貝殼形屋蓋風(fēng)荷載特性[1],但基于Reynolds時(shí)均RNG 湍流模型,缺乏對極值風(fēng)壓的研究。

綜上可以發(fā)現(xiàn),裝飾物及屋蓋表面造型對風(fēng)荷載特性的影響不可忽視,并且相關(guān)的研究多集中在高層建筑和懸挑大跨屋蓋,對表面具有建筑裝飾條帶的復(fù)雜曲面屋蓋的研究幾乎沒有報(bào)道。因此,通過風(fēng)洞試驗(yàn)探究建筑裝飾條帶對復(fù)雜曲面屋蓋風(fēng)荷載特性的影響,具有實(shí)際的工程意義。本文基于對大跨屋蓋表面有無裝飾條帶的剛性風(fēng)洞測壓試驗(yàn)結(jié)果,分別對比了兩種工況下平均風(fēng)壓、脈動(dòng)風(fēng)壓、風(fēng)壓非高斯特性和極值風(fēng)壓的差異,從而得到建筑裝飾條帶對復(fù)雜曲面屋蓋風(fēng)壓特性的影響結(jié)果,可為此類結(jié)構(gòu)表面的抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供參考。

1 風(fēng)洞試驗(yàn)概況

1.1 試驗(yàn)風(fēng)場模擬

本次試驗(yàn)在西南交通大學(xué)XNJD-3風(fēng)洞中完成。該風(fēng)洞試驗(yàn)段尺寸為36.0 m(長)× 22.5 m(寬)×4.5 m(高),最大風(fēng)速可達(dá)16.5 m/s。根據(jù)GB 50009—2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》[9]的規(guī)定,按照1∶200的縮尺比例模擬B類風(fēng)場(地面粗糙度指數(shù)α取0.15)。所模擬風(fēng)場的平均風(fēng)速與紊流度剖面如圖1a所示,其中,Iu為湍流強(qiáng)度;z、U分別為高度和風(fēng)速;H、UH分別為參考處高度和風(fēng)速。順風(fēng)向脈動(dòng)風(fēng)功率譜如圖1b所示,其中f1為折減頻率。從圖中可知,平均風(fēng)速與紊流度剖面與規(guī)范[9]值基本一致,順風(fēng)向脈動(dòng)風(fēng)功率譜與von Karman譜較為吻合,可見模擬風(fēng)場滿足試驗(yàn)要求。

a—平均風(fēng)速與紊流度剖面;b—順風(fēng)向脈動(dòng)風(fēng)功率譜。圖1 試驗(yàn)?zāi)M風(fēng)場Fig.1 Experimental simulated wind field

1.2 試驗(yàn)?zāi)Ｐ图肮r設(shè)計(jì)

以某高鐵站房屋蓋為研究對象,實(shí)際尺寸為503.4 m(長)、308.3 m(寬)和62 m(高),按1∶200的縮尺比制作剛性測壓模型。模型采用丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)塑料制成,內(nèi)部設(shè)置剛性支撐保證模型剛度,并且模型尺寸滿足5%的阻塞率。屋蓋表面布置有垂直于屋蓋長軸方向的裝飾條帶,最大高出屋蓋表面的高度約為2 000 mm,并與屋蓋表面形成約11°的夾角。裝飾條帶具有一定的曲率,并隨著條帶遠(yuǎn)離屋蓋短軸,曲率逐漸減小。

測點(diǎn)布置與風(fēng)向角設(shè)置如圖2所示,屋蓋表面一共布置354個(gè)測壓點(diǎn),在360°風(fēng)向角下每間隔15°采用Scanvalve電子掃描閥進(jìn)行一次實(shí)時(shí)風(fēng)壓測量,采樣頻率為256 Hz,單次采樣時(shí)長60 s?？刂茰y壓管長度在15 cm內(nèi),滿足試驗(yàn)要求。試驗(yàn)中模擬了兩種工況,試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D3所示。試驗(yàn)中首先測量表面有建筑裝飾條帶的屋蓋的風(fēng)壓,然后將屋蓋表面替換為表面沒有建筑裝飾條帶的屋蓋再次測量,并且嚴(yán)格保證兩種工況下的風(fēng)場及測點(diǎn)位置相同。

圖2 測點(diǎn)布置Fig.2 Arrangements of measurement points

a—有建筑裝飾條帶的屋蓋;b—無建筑裝飾條帶的屋蓋。圖3 屋蓋模型Fig.3 Roof models

1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

取模型頂部31 cm高度處的風(fēng)速U=6.6 m/s為參考風(fēng)速,對屋蓋表面風(fēng)壓時(shí)程進(jìn)行無量綱化處理,得到風(fēng)壓系數(shù)時(shí)程。計(jì)算方法如下：

(1)

式中：t代表序列時(shí)間;CP(t)和P(t)分別表示測點(diǎn)處的風(fēng)壓系數(shù)時(shí)程和風(fēng)壓時(shí)程;ρ為空氣密度,本文參照試驗(yàn)環(huán)境取1.225 g/cm3。

2 建筑裝飾條帶對風(fēng)壓系數(shù)的影響

2.1 平均風(fēng)壓系數(shù)

平均風(fēng)壓是屋蓋表面抗風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)參考對象之一,直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)所受到的風(fēng)荷載大小。通過對比兩種工況下的結(jié)果,討論建筑裝飾條帶對平均風(fēng)荷載造成的影響。以270°風(fēng)向角工況結(jié)果為例進(jìn)行分析,圖4給出了270°風(fēng)向角下兩種類型屋蓋表面平均風(fēng)壓系數(shù)等值線云圖?？梢园l(fā)現(xiàn),整個(gè)屋蓋表面以負(fù)壓為主,屋蓋前緣與跨中部分區(qū)域平均負(fù)壓值較大,表明這些區(qū)域發(fā)生了明顯的流動(dòng)分離,并且復(fù)雜曲面屋蓋存在多次流動(dòng)分離與再附;屋蓋前緣的平均負(fù)壓值相比中部更大,說明屋蓋前緣處的流動(dòng)分離更劇烈。對比兩種工況的云圖可知,整體上兩種工況的平均風(fēng)壓分布規(guī)律基本一致,平均風(fēng)壓均以負(fù)壓為主,說明建筑裝飾條帶對風(fēng)壓的整體作用機(jī)理并不改變。建筑裝飾條帶使得屋蓋前緣的平均負(fù)壓值增大,說明建筑裝飾條帶加劇了屋蓋前緣流動(dòng)分離的程度;對于迎風(fēng)側(cè)后半部分屋蓋,建筑裝飾條帶略微減小了表面大部分區(qū)域的平均負(fù)壓值。

a—無建筑裝飾條帶的屋蓋表面;b—有建筑裝飾條帶的屋蓋表面。圖4 270°風(fēng)向角平均風(fēng)壓系數(shù)Fig.4 Average wind pressure coefficients at 270° wind direction angle

2.2 脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)

實(shí)際工程當(dāng)中部分屋蓋會(huì)因?yàn)轱L(fēng)致振動(dòng)及疲勞而破壞,脈動(dòng)風(fēng)壓對屋蓋表面的振動(dòng)有著較大的影響。建筑裝飾條帶對脈動(dòng)風(fēng)壓的影響也應(yīng)引起重視,圖5給出了270°風(fēng)向角下兩種工況的脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)等值線云圖。可知,兩種工況下屋蓋表面的脈動(dòng)風(fēng)壓分布整體上為迎風(fēng)前緣與跨中凸起處較大;有建筑裝飾條帶的屋蓋的脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)在前緣處大于無建筑裝飾條帶的屋蓋的脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù),云圖中值為0.2的等值線明顯往后推移,說明有建筑裝飾條帶的屋蓋表面前緣氣流更加紊亂;對其尾流部分,有建筑裝飾條帶的屋蓋的脈動(dòng)風(fēng)壓卻略微降低,但幅度較小。

a—無建筑裝飾條帶的屋蓋表面;b—有建筑裝飾條帶的屋蓋表面。圖5 270°風(fēng)向角脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)Fig.5 Pulsation wind pressure coefficients at 270° wind direction angle

為更加直觀分析建筑裝飾條帶對屋蓋風(fēng)壓系數(shù)的影響效應(yīng),圖6和圖7給出兩種屋蓋表面的條帶2和條帶1分別在180°和270°風(fēng)向角下風(fēng)壓系數(shù)的對比。由圖6可知,在平行于建筑裝飾條帶的方向,條帶對屋蓋前緣影響不大,但在中部可能由于建筑裝飾條帶間的狹管效應(yīng)使得風(fēng)速增大,導(dǎo)致平均負(fù)壓有所增大。由圖7發(fā)現(xiàn),在垂直于建筑裝飾條帶的方向,屋蓋前緣的平均負(fù)壓及脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)均大于無建筑裝飾條帶的屋蓋,由此推測,建筑裝飾條帶影響了屋蓋前緣氣流的分離再附,使得剪切層被擠壓;在屋蓋后半部分,平均負(fù)壓及脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)卻有所減小,這可能是因?yàn)榻ㄖb飾條帶對氣流的阻擋效應(yīng)降低了部分區(qū)域風(fēng)速,并且建筑裝飾條帶對漩渦有破壞作用,使得氣流中產(chǎn)生更多小尺度漩渦,因此平均負(fù)壓值有所降低。此外,對比圖6和圖7的結(jié)果可知：建筑裝飾條帶對平均風(fēng)壓和脈動(dòng)風(fēng)壓的影響與風(fēng)向角有關(guān),風(fēng)向角與建筑裝飾條帶垂直時(shí),不利影響集中在屋蓋前緣部分;風(fēng)向角與建筑裝飾條帶平行時(shí),不利影響集中在屋蓋中部。

a—平均風(fēng)壓系數(shù);b—脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)。圖6 條帶2平均風(fēng)壓系數(shù)及脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)Fig.6 Average wind pressure coefficients and pulsating wind pressure coefficients of strip 2

a—平均風(fēng)壓系數(shù);b—脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)。圖7 條帶1平均風(fēng)壓系數(shù)及脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)Fig.7 Average wind pressure coefficients and pulsating wind pressure coefficients of strip1

2.3 典型測點(diǎn)風(fēng)壓系數(shù)隨風(fēng)向角的變化

選取3個(gè)位置比較典型的測點(diǎn)研究建筑裝飾條帶對風(fēng)壓系數(shù)的影響隨風(fēng)向角的變化情況,分別有邊角(B17)、跨中邊緣(B25)、屋蓋中部(B104)區(qū)域三個(gè)測點(diǎn)。圖8給出了其平均風(fēng)壓系數(shù)和脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)隨風(fēng)向角的變化。可知：對于B17號測點(diǎn),所處位置在建筑裝飾條帶的末端,受到影響較小,所以在各個(gè)風(fēng)向角下,兩種工況下平均風(fēng)壓與脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)差異較小;對于B25號測點(diǎn),在270°迎風(fēng)側(cè)附近,所處位置在建筑裝飾條帶的中部,受到影響較大,此時(shí)有建筑裝飾條帶的屋蓋表面前緣的平均風(fēng)壓系數(shù)與脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)均有所增大,且在225°時(shí)均達(dá)到最大;但在90°附近時(shí),測點(diǎn)處于尾流部分,此時(shí)變化不太明顯;對于B104號測點(diǎn),建筑裝飾條帶對屋蓋平均負(fù)壓系數(shù)與脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)的影響隨風(fēng)向角變化比較明顯,但由于處于屋蓋再附區(qū)域,因此整體變化幅度小于處于流動(dòng)分離區(qū)域的B25號測點(diǎn)。綜上可知,有、無建筑裝飾條帶對于處于垂直于建筑裝飾條帶的迎風(fēng)邊緣發(fā)生流動(dòng)分離區(qū)域測點(diǎn)的平均風(fēng)壓系數(shù)和脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)影響較大,對于處于再附區(qū)域以及建筑裝飾條帶末端的測點(diǎn)影響較小。

a—B17號測點(diǎn);b—B25號測點(diǎn);c—B104號測點(diǎn)。圖8 典型測點(diǎn)風(fēng)壓系數(shù)隨風(fēng)向角變化Fig.8 Variations of wind pressure coefficient with wind direction angle at typical measurement points

3 建筑裝飾條帶對屋蓋表面風(fēng)壓非高斯特性的影響

在流場中如果將每個(gè)獨(dú)立同分布作用的點(diǎn)渦相互疊加,得到的風(fēng)壓樣本會(huì)趨近于高斯分布[10]。但部分屋蓋表面在流動(dòng)分離作用下一般不滿足獨(dú)立同分布條件,風(fēng)壓樣本會(huì)呈現(xiàn)出非高斯特性,非高斯區(qū)域往往更容易發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞。統(tǒng)計(jì)學(xué)上認(rèn)為,偏度m3=0且峰度m4=3的樣本為標(biāo)準(zhǔn)高斯分布,否則為非高斯分布,并且偏離標(biāo)準(zhǔn)值越多,非高斯特性越強(qiáng)。但是,由于數(shù)據(jù)采集以及風(fēng)壓自身特性影響,一般認(rèn)為高斯分布符合一定范圍即可。孫瑛近似地以|m3|>0.2且m4>3.7來劃分大跨屋蓋表面風(fēng)壓系數(shù)樣本的高斯與非高斯分布[11],本文參考這一標(biāo)準(zhǔn)對非高斯測點(diǎn)進(jìn)行劃分。樣本偏度和峰度按下式計(jì)算：

(2a)

(2b)

圖9給出兩種工況下所有風(fēng)向角下風(fēng)壓系數(shù)時(shí)程的偏度和峰度散點(diǎn)圖,圖中橫、縱坐標(biāo)分別為偏度、峰度。可以看出：兩種工況下測點(diǎn)均呈非線性關(guān)系,相當(dāng)一部分測點(diǎn)屬于非高斯分布。但從擬合的非線性關(guān)系可以看出,兩種工況也存在差異。

圖9 偏度-峰度值散點(diǎn)Fig.9 Scatter plots of skewness-kurtosis values

為進(jìn)行更加直觀的區(qū)分,圖10給出了270°風(fēng)向角和全風(fēng)向角下測點(diǎn)高斯與非高斯分布與所有測點(diǎn)占比的柱狀圖。可知：在270°風(fēng)向角下,兩種工況的高斯與非高斯占比和全風(fēng)向角下的基本保持一致;在270°風(fēng)向角下有建筑裝飾條帶的屋蓋表面的非高斯測點(diǎn)占比比無建筑裝飾條帶的屋蓋表面提高10%;在全風(fēng)向角下提高11%?？梢?建筑裝飾條帶的存在會(huì)讓一些測點(diǎn)轉(zhuǎn)化為非高斯測點(diǎn)。

圖10 高斯與非高斯測點(diǎn)占比λFig.10 Percentages of Gaussian and non-Gaussian measurement points

為進(jìn)一步研究典型測點(diǎn)非高斯特性在全風(fēng)向角下的變化情況,圖11給出了測點(diǎn)偏度和峰度變化折線圖?？芍?)對于邊角區(qū)域的測點(diǎn),偏度、峰度隨風(fēng)向角變化比較明顯,并且在一些風(fēng)向角下呈現(xiàn)強(qiáng)非高斯特性,如B17、B25在345°風(fēng)向角下;2)階梯狀表面會(huì)加劇測點(diǎn)的非高斯特性,如使得B25在180°和270°風(fēng)向角下更加負(fù)偏和上凸;3)建筑裝飾條帶會(huì)使得高斯測點(diǎn)轉(zhuǎn)化為非高斯測點(diǎn),如屋蓋中部測點(diǎn)在270°風(fēng)向角附近?？梢娊ㄖb飾條帶會(huì)影響屋蓋表面非高斯特性,使得某些區(qū)域的測點(diǎn)概率分布更加負(fù)偏,增大測點(diǎn)負(fù)壓值,從而對結(jié)構(gòu)抗風(fēng)有不利影響。但從圖中可以看出,兩種工況的偏度和峰度隨風(fēng)向角變化的趨勢基本一致,說明建筑裝飾條帶不改變屋蓋表面風(fēng)壓的整體作用機(jī)理。

a—B17號測點(diǎn);b—B25號測點(diǎn);c—B104號測點(diǎn)。圖11 典型測點(diǎn)偏度、峰度隨風(fēng)向角變化Fig.11 Variations of skewness and kurtosis with wind angle at typical measurement points

4 裝飾建筑條帶對極值風(fēng)壓系數(shù)的影響

極值風(fēng)壓作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的參考依據(jù),具有重要的意義。因此,本節(jié)將研究建筑裝飾條帶對屋蓋表面的極值風(fēng)壓系數(shù)的影響。極值風(fēng)壓估計(jì)的準(zhǔn)確與否,直接關(guān)系到圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全。相關(guān)研究表明,采用峰值因子法會(huì)低估非高斯區(qū)域的極值風(fēng)壓[12]。因此,如何準(zhǔn)確有效地估計(jì)極值風(fēng)壓,眾多學(xué)者也提出相當(dāng)多的估計(jì)方法,如Hermite法[13]、改進(jìn)Gumbel方法[14]、峰值分段平均法[15]等。本文采用較為簡單準(zhǔn)確的修正峰值分段平均法估計(jì)極值風(fēng)壓[16]。

同樣以270°風(fēng)向角為例進(jìn)行分析,圖12給出了兩種工況在270°風(fēng)向角下的極值風(fēng)壓估計(jì)結(jié)果,由于屋蓋表面以負(fù)壓為主,圖12中只給出極小值風(fēng)壓系數(shù)?？芍航ㄖb飾條帶在屋蓋迎風(fēng)側(cè)前緣中部和跨中凸起部分會(huì)增大極值負(fù)壓,梯度線值為-1的明顯后移;對于尾流部分,有建筑裝飾條帶的屋蓋會(huì)減小極值負(fù)壓,但幅度較小。

a—無建筑裝飾條帶的屋蓋表面;b—有建筑裝飾條帶的屋蓋表面。圖12 270°風(fēng)向角風(fēng)壓系數(shù)極小值Fig.12 Minimal wind pressure coefficients at 270° wind angle

將所有風(fēng)向角下的極值風(fēng)壓取最不利結(jié)果,可得到全風(fēng)向角下的極值風(fēng)壓系數(shù)。圖13給出了全風(fēng)向角下兩種工況下的極小值風(fēng)壓系數(shù)包絡(luò)云圖。可以發(fā)現(xiàn)：兩種工況下最不利負(fù)壓極值分布均有明顯規(guī)律,較小負(fù)壓均存在于各風(fēng)向角下迎風(fēng)側(cè)的流動(dòng)分離區(qū)域。同時(shí)與平均風(fēng)壓系數(shù)類似,屋蓋跨中凸起部分也出現(xiàn)較小負(fù)壓極值,但相比迎風(fēng)處負(fù)壓值更大,說明跨中區(qū)域流動(dòng)分離相比于迎風(fēng)邊緣處更弱。對比兩種工況的最不利負(fù)壓極值發(fā)現(xiàn)：在與建筑裝飾條帶垂直的屋蓋兩側(cè)邊緣(長側(cè)),最不利極值負(fù)壓變化不大;在與建筑裝飾條帶平行的兩側(cè)屋蓋邊緣(短側(cè)),最不利極小值風(fēng)壓系數(shù)降低較為明顯,尤其是屋蓋邊緣中間部分屋蓋的最不利極值負(fù)壓系數(shù)為-5.9,使得無建筑裝飾條帶的屋蓋的最不利極值負(fù)壓降低42%,這在圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)引起注意。此外,除屋蓋邊緣以外的區(qū)域,建筑裝飾條帶也使得極小值風(fēng)壓系數(shù)普遍降低,但降低的幅度低于屋蓋邊緣部分。可見,建筑裝飾條帶會(huì)使最不利工況下的極小值負(fù)壓減小,從而對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)產(chǎn)生不利影響。

a—無建筑裝飾條帶的屋蓋表面;b—有建筑裝飾條帶的屋蓋表面。圖13 全風(fēng)向角下極小值風(fēng)壓系數(shù)包絡(luò)圖Fig.13 Envelope diagrams of the minimal wind pressure coefficients at omni-direction wind angle

5 結(jié)束語

隨著國家經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對建筑的外形要求越來越高。建筑物表面裝飾條帶的設(shè)計(jì),可以體現(xiàn)建筑物的藝術(shù)性,賦予建筑物以生命力,增加建筑物的美感,使建筑物成為城市的標(biāo)志。本文通過對大跨屋蓋表面有無裝飾條帶的剛性測壓風(fēng)洞試驗(yàn),主要得到以下結(jié)論：

1)在平行于建筑裝飾條帶的方向,條帶之間存在狹管效應(yīng),使得條帶間風(fēng)速增大,平均負(fù)壓增大。在垂直于建筑裝飾條帶的方向,裝飾條帶對氣流存在阻擋效應(yīng),使風(fēng)速降低;裝飾條帶對大漩渦也有一定的破壞作用,會(huì)產(chǎn)生更多的小漩渦使平均負(fù)壓值降低。

2)建筑裝飾條帶會(huì)改變一些測點(diǎn)的高斯特性,讓10%左右的高斯測點(diǎn)轉(zhuǎn)化為非高斯測點(diǎn)。

3)建筑裝飾條帶會(huì)增大與建筑裝飾條帶方向垂直側(cè)屋蓋邊緣以及屋蓋中部的極值負(fù)壓,對圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗風(fēng)產(chǎn)生不利影響,但對另外兩側(cè)屋蓋邊緣影響不大。建筑裝飾條帶整體上不改變屋蓋以負(fù)壓為主的風(fēng)荷載作用機(jī)理,雖然可以減小部分區(qū)域平均風(fēng)壓系數(shù),但會(huì)增大最不利的極值負(fù)壓,尤其是在部分邊緣處可增大42%,在圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。