تعیین ضرایب فشار باد بر روی گنبدهای کروی موسوم به گنبد پیازی (تعریف‌شده در استاندارد400)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی عمران، واحد دامغان، دانشگاه آزاد اسلامی، دامغان، ایران

چکیده

نیروی باد یکی از بارهای جانبی در طراحی سازه‌ها محسوب می‌شود، یکی از پارامترهای محاسبه نیروی باد بر روی سازه‌ها، ضریب فشار(CP) نام دارد که به هندسه ساختمان مرتبط است ، در آیین‌نامه‌ها ضریب فشار ساختمان‌های متعارف ارائه‌شده است، در صورت عدم وجود این ضرایب در آیین‌نامه‌ها باید از آزمایش تونل باد یا مدل‌سازی عددی بهره گرفت، در این تحقیق ضرایب فشار باد (CP) بر روی گنبدهای کروی موسوم به گنبد پیازی که در آیین‌نامه سازه‌های فضاکار ) نشریه 400( تعریف‌شده است پرداخته می‌شود، در مدل‌سازی از روش عددی مبتنی بر دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) برای شبیه‌سازی جریان باد استفاده‌شده است . مدل مورداستفاده دینامیک سیالات محاسباتی در این تحقیق ، مدل K-ε(Standard) می‌باشد. همچنین به‌منظور انجام صحت سنجی نتایج ، ابتدا گنبد کروی با قطر 50 سانتیمتر مدل‌سازی می‌شود و نتایج حاصل از مدل‌سازی عددی با نتایج حاصل از آزمایش تونل باد ارائه‌شده در مرجع ]2[مقایسه شده‌ است . پس از حصول اطمینان از نتایج، مدل‌سازی عددی، بر روی چهار گنبد با نسبت ارتفاع به دهانه مختلف انجام‌شده است، با افزایش نسبت ارتفاع به دهانه ماکزیمم فشار منفی(مکش) که در زاویه 900= حاصل می‌شود، افزایش می‌یابد به صورتی که در گنبد 122 این مقدار به 2.24- می‌رسد، همچنین مشاهده می‌شود که در زاویه150 تا 180 درجه ضریب فشار برای تمامی گنبدها ثابت است و درنهایت معادله حاکم بر ضرایب فشار باد این نوع گنبدها ارائه‌شده است .

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Determination of wind pressure coefficients on spherical domes called onion domes (defined in standard 400)

نویسندگان [English]

  • reza gholizadeh
  • hossein sadeghi
Department of Civil Engineering, Damghan Branch, Islamic Azad University, Damghan, Iran
چکیده [English]

Wind force is one of the lateral loads in the design of structures. One of the parameters for calculating wind force on structures is called pressure coefficient (CP), which is related to the geometry of the building. The design codes provide the pressure coefficient of conventional buildings. In the absence of these coefficients in the design codes, wind tunnel testing or numerical modeling should be used. Numerical method based on computational fluid dynamics (CFD) has been used in modeling to simulate wind flow.The model used in computational fluid dynamics in this research is the K-ε (Standard) model. The sphere is modeled with a diameter of 50 cm and the results of numerical modeling are compared with the results of the wind tunnel test presented in reference [2]. The dome is made with different height to span ratio, with increasing height to span ratio to maximum The negative pressure (suction) obtained at an angle of 90o increases as this value reaches –2.24 in dome 122, and it is also observed that at an angle of 150o to 180 o the pressure coefficient is constant for all domes. Finally, the equation the wind pressure coefficients of this type of domes is presented.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wind pressure coefficient
  • Computational fluid dynamics
  • Wind force
  • Wind tunnel
  • onion dome