重庆大剧院模型风洞试验

C pi,sd
N
i1
pi p0
p p
2
C pi,mean
N 1
三、风压测量试验数据处理（续）
14
比较16个风向角下建筑表面风压值，得出了 50年一遇和100年一遇的最大最小风压值
27.0 24.9
23.4
20.3
18.0
17.9
11.4
12.0
12.0
4.2 3.0
3.0
3.0
22.5
15
山丘位置
大剧院用地
考虑山丘地形影响时，修正系数
测点 J1a1 J2a1 J3a1 J4a1 J5a1 MJ5a1 SJ5a1 SJ4a1 SJ3a1 SJ2a1 SJ1a1
1.121 1.101 0.981 1.142 1.051 0.997 0.972 1.113 1.110 0.992 0.978
五、风压试验数据分析结论（续）
17
3、大剧院整体风压状况：大剧院迎风面主要受 正压作用，屋面、背风面以及侧面主要受负压 作用，尤其转角处背风区域局部负压较大。值 得注意的是，大剧院的长悬挑结构(如：块2－ 2、块S2－2等)，在多数风向下，挑檐的下表 面形成正压，上表面是负压，叠加后将形成一 个向上升力。
wi zi si zi w0
其中：
N pi p
CPi,mean i1
p0 p
N pi,mean pr
zi
Zi Z0
2
HT0 Zs
20
H T Z s
2
wr
Z Z
r 0
2 w0
Z Z
r 0
2
HT0 Zs
2 0
H T Z s
2 w0
三、风压测量试验数据处理（续）
五、风压试验数据分析结论
16
1、大剧院外型复杂，既存在各块高低错落，也 还有凹槽和曲折线型拐角，在各种工况下，最 大负压区出现在折线屋面区域，尤其是折线转 角大且较高的屋面区域，其次是折线附近的凹 槽区域以及拐角处。重现期50年时，对应最小 负压为-1598Pa，最大正压为766Pa；重现期 100年时，对应最小负压为-1797Pa，最大正压 为928Pa。对于建筑物外墙面的玻璃幕墙和铝 合金板等其他外装饰外墙设计应特别注意以上 所提及的负压较大区域。
五、风压试验数据分析结论（续）
18
4、由于山区地形(爬坡增值效应)影响，在山地 上的建筑，建筑底部与中部及中偏上部的正面 迎风向风压差值不大 。
5、在给定一风向下，由于大剧院建筑物体型复 杂，建筑各块上的体型系数相差较大。
六、风环境测量试验
19
采用了行人高度风测探头测量风环境
测点分布图
试验场景
二、风压测量试验（续）
7
1.00
平均风速剖面指数分布律：
=0.3
0.80
U/Uref
Iu
0.60
VZ VG
Z ZG
Z/Zref
0.40
0.20
0.00
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
0
5
10
15
20
25
湍流积分尺度的测量采用了“谱拟合”技术
Von Karmanwenku.baidu.com：
nS n
2 V
4 nLVx V 1 70.8 nLVx V
2
56
风洞模拟大气边界层 平均速度分布和湍流度分布
二、风压测量试验（续）
8
大气边界层模拟
二、风压测量试验（续）
9
试验工况
三、风压测量试验数据处理
10
风洞试验所得到的风压计算公式：
wi C w zi pi,mean r
按照建筑结构荷载规范建筑表面局部风压计算公式：
块1-1（2700, S ）
块1-2（2700, S）
三、风压测量试验数据处理（续）
13
wi,mean C w pi,mean r
wi,max C pi,maxwr
wi,min C pi,minwr
其中：C pi,min C pi,mean gC pi,sd
C pi,max C pi,mean gC pi,sd
重庆大剧院 模型风洞试验与分析研究
重庆大学土木工程学院
重庆市江北城开发投资有限公司
2006.5.30
1
一、工程概况
2
重庆大剧院是集歌剧、戏剧、音乐会
演出、文化艺术交流等多功能为一体的大 型社会文化设施，是重庆市十大公共建筑 之一，是一幢有核心作用的标志性大型公 共建筑。
建筑物立面由11个不规则条带组成， 总高度为63.85米。由于主体结构体型独 特，周围地形复杂，因此需采用风洞试验 等技术为其提供抗风设计依据。
五、风压试验数据分析结论（续）
2、建议外墙设计采用100年重现期风荷载。其 中由于数据处理时峰值因子g取为3.0（建筑物 的局部围护构件抗风计算需要考虑阵风影响， 取瞬时风压作为设计风荷载，建筑物表面瞬时 风压的时程曲线近似GAUSS过程。），结果 偏安全，所以最大最小风压值可直接用于玻璃 幕墙设计。
20.7 18.9
13.1
17.1 10.1
3.0
3.0
块1-1（50年一遇，最大值）
27.0
24.9
23.4
22.5
20.3
18.0
17.9
11.4
12.0
12.0
4.2 3.0
3.0
3.0
20.7 18.9
13.1
17.1 10.1
3.0
3.0
块1-1（100年一遇，最小值）
四、特殊地形(山地)风压修正
一、工程概况
一、工程概况：
中剧场观众厅
后台及侧台
附属钢结构屋架 大剧场观众厅
中剧场
典型剖面
大剧场 主体混凝土结构
C
B
A
幕
前庭、大堂处
墙
围护面积达 1000m2
结
构
体
系
1）结构简洁，双向受力 体系经济，无斜杆，方 便检修。
2）双肢间为1035mm。
二、风压测量试验
3
中国空气动力研究与发展中心 低速气动力研究所4m×3m风洞
11
比较以上两风压计算公式，可得
2
si
C
pi,mean
Zr Zi
考虑地形条件影响，同理可得
si
C pi,mean
Zr Zi
2
各块体型系数可由同一块上各个点的体型系数取对相应面积
的加权平均求得
n
Si Ai
S
i 1 n
Ai
i 1
三、风压测量试验数据处理（续）
12
经比较，可知2700方向为最不利风向角，其对应的体 型系数（图形内小数即为体型系数）
二、风压测量试验
4
立面图分块编号
平面图分块编号
二、风压测量试验（续）
5
重庆大剧院模型
二、风压测量试验（续）
6
重庆大剧院模型
27.0 24.9
23.4
20.3
18.0
17.9
11.4
12.0
12.0
22.5 20.7 18.9 17.1
13.1 10.1
4.2 3.0
3.0
3.0
3.0
3.0
块1-1 测压孔布置图