«Определение расчетных и пиковых ветровых нагрузок на конструкции проектируемого здания ж/д вокзала в г. Адлере на основе численного моделирования трехмерных задач аэродинамики. «

Заключение

По результатам выполненной НИР  «Определение расчетных и пиковых ветровых нагрузок на конструкции проектируемого здания ж/д вокзала в г. Адлере на основе численного моделирования трехмерных задач аэродинамики» можно сформулировать следующие выводы и рекомендации:

• Для ряда зданий и сооружений, схожих по сложности с рассматриваемым, выполнено сравнение результатов трехмерных расчетов по разработанной CFD-методике с данными испытаний в аэродинамических трубах и натурными замерами – фиксируется практически приемлемый уровень соответствия.
• На основе анализа и обобщения исходных данных разработаны и верифицированы расчетные трехмерные численные модели ветровой аэродинамики проектируемого ж/д вокзала с учетом рельефа местности и в существующей окружающей застройке.
• С использованием современных численных методов гидрогазодинамики, реализованных в программном комплексе ANSYS CFX, на верифицированных трехмерных моделях проведены нестационарные расчеты при 24-х направлениях ветра (через 15°), представленные в файлах CSV:

– средних и пульсационных составляющих ветровых нагрузок на несущие конструкции; 

– минимальных и максимальных ветровых давлений на фасадные конструкции.

• Средняя составляющая расчетных ветровых нагрузок варьируется от -2,6 кПа (разрежение на узкой полосе вдоль кромок) до 0,84 кПа. Максимальная пульсационная составляющая расчетной ветровой нагрузки достигает 0,9 кПа. Для конкретизации расчетных средних и пульсационных ветровых нагрузок на несущие конструкции при различных направлениях ветра необходимо воспользоваться развернутыми результатами расчетов, представленными в файлах CSV.
• Определены расчетные «огибающие» максимальных и минимальных ветровых давлений (с учетом всех направлений ветра) на фасадные конструкции. Наименьшая отрицательная ветровая нагрузка на фасад вокзала составила -3.4 кПа и была отмечена на консоли покрытия. Для большей части фасадных конструкций наименьшие отрицательные ветровые давления превышают -1.5 кПа. Наибольшая расчетная положительная ветровая нагрузка на фасад составила 1.4 кПа на обращенной к морю части. Для большей части фасадных конструкций положительные ветровые давления не превышают 1 кПа.
• При определении пиковых значений ветровых давлений принято, что конструктивные элементы ограждения и узлы их крепления к зданию являются достаточно жесткими и в них не возникает заметных дополнительных (аэроупругих, резонансных) динамических усилий и перемещений. В противном случае, значение этих нагрузок необходимо уточнить на основе результатов динамического расчета системы «элементы ограждения – их несущие конструкции – элементы их крепления».
• Разработанные параметризованные модели и полученные результаты численного моделирования ветровой аэродинамики рекомендуется использовать при формировании и осуществлении системы мониторинга.
• Разработанные модели и полученные нагрузки могут быть в дальнейшем использованы для проверочных расчетов прочности несущих и фасадных конструкций, для оценки максимальных ускорений на уровне верхних этажей, а также (после получения уточненных данных о близлежащей застройке и зеленых насаждениях) для оценки скоростей ветра в пешеходных зонах вокруг здания.
• В расчетных исследованиях рассматривалась существующая на данный момент архитектурная ситуация. В случае строительства в окрестности объекта многоэтажных зданий результаты расчетов могут потребовать коррекции.