哈大客运专线双台四线雨棚数值风洞模拟

田承昊，米宏广，王彦芳，齐雅荣

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142)

空间结构自重轻、柔性大、阻尼小、自振频率较低，对风荷载十分敏感，且随着跨度的增加和轻质屋面材料的使用，风敏感性不断增强，风荷载往往成为这些结构设计的控制荷载［1-3]。哈大客运专线沿线无站台柱雨棚屋盖为波浪形，四周开敞，双侧悬挑7.5 m，站台柱雨棚由多榀刚架组成，结构采用空间桁架体系，由组合钢柱、桁架梁、H型实腹檩条及其他屋面支撑组成，桁架梁采用空间三角形钢管桁架，柱为组合钢管混凝土柱。该屋盖结构是一种典型的风敏感结构，风荷载是控制结构设计的主要荷载之一。对于这种体型相对独特的四周开敞式单跨双挑波型屋盖，现行的《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2001)［4]无法提供对应的风荷载体型系数，主要通过风洞试验获得。该方法虽然有效但耗资巨大，试验周期长。研究人员开始采用基于CFD理论的数值模拟方法研究结构风荷载［5-7]，以用于结构的初步设计。本文介绍了基于FLUENT6.3软件平台，利用RSM湍流模型对此雨棚上的平均风压进行了数值模拟。

1 计算方法及参数选取

雨棚其四周开敞式的建筑特点决定了数值风洞计算可以做以下简化:不考虑雨棚格构柱及主桁架的影响;不考虑雨棚周边环境的影响;所考虑雨棚体型多为单轴对称，为减少计算量，采用对称面法处理。模拟工况:因雨棚外形近乎为双轴对称，风向角为90°时，据大量风洞试验数据可知，风对雨棚影响最小，数值模拟可以忽略该风向角的研究，故可只研究0°、45°二个风向角。……