Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science
  • СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
  • Ветровая нагрузка на высотные здания в условиях защищенности
  • УДК 624.042.41:721.011.27
    doi: 10.33622/0869-7019.2023.11.62-70
    Адхам Иминжанович ГИЯСОВ, доктор технических наук, профессор, giyasovai@mgsu.ru
    Евгений Александрович КАЛИНИН, магистр, eugene.kalinin@inbox.ru
    Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337 Москва, Ярославское ш., 26
    Аннотация. В условиях плотной городской застройки возникают особые задачи аэродинамики высотных зданий для изучения и последующего применения в инженерных расчетах и архитектурном проектировании. Цель исследования состоит в определении характеристик ветровых потоков, которые действуют на высотное здание, расположенное в условиях городской застройки различных типов. Кроме того, рассмотрена ветровая нагрузка для разных форм высотных зданий в условиях защищенности. Исследование проведено методом численного моделирования с помощью программного комплекса. Установлено, что при заданном направлении ветра типы застройки негативно влияют на аэродинамические характеристики высотных зданий, за исключением зданий, имеющих скругленные формы. Однако данные формы имеют более высокие по модулю показатели в областях отрицательных давлений. Выявлено, что на здания с угловатыми очертаниями условия застройки негативно влияют только со стороны надува, со сторон отдува давления по модулю уменьшаются. При этом при направлении ветрового потока на наклонные части фасада соответствующих зданий положительные значения ветрового давления остаются более оптимальными в сравнении с другими вариантами объемно-пространственного решения даже в условиях застройки. Уточнено, что минимальные значения ветрового давления не всегда будут негативным фактором. Например, если расположение областей отдува воздушного потока локализовано в области кровли, то это может иметь положительное значение, так как улучшаются условия сдува снега. Согласно представленным в данной статье исследованиям наиболее рациональные формы у здания, сужающегося кверху или имеющего спиралевидную форму. Для последних области повышенных по модулю отрицательных значений давления концентрируются в области кровли. По результатам проведенных исследований на основе аэроаудита выявлены наиболее рациональные формы высотных зданий, расположенных в условиях городской застройки, и рекомендованы к проектированию типы высотных зданий в условиях защищенности.
    Ключевые слова: высотное здание, городская застройка, условия защищенности, аэродинамическая тень, ветровая нагрузка, численное моделирование
  • СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
    1. Реттер Э. И. Архитектурно-строительная аэродинамика. М. : Стройиздат, 1984. 294 с.
    2. Симиу Э., Сканлан Р. Воздействия ветра на здания и сооружения. М. : Стройиздат, 1984. 360 с.
    3. Дорошенко С. А. Исследование влияния ближайшей застройки на изменение обтекания ветровым потоком высотного здания // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2013. № 1(29). С. 9-13.
    4. Жучков О. А., Маринич Е. С., Турмов С. Г. Высотные здания и тенденции комплексной застройки в жилищном строительстве современного крупного города // Современное общество: проблемы, идеи, инновации. 2015. № 4. С. 89-93.
    5. Кубенин А. С., Федосова А. Н. Прогнозирование ветровой нагрузки на уникальное высотное здание на основе численного моделирования // Научное обозрение. 2015. № 8. С. 130-135.
    6. Eurocode 1: Actions on structures - Part 1-4: General actions - Wind actions [Еврокод 1: Воздействия на конструкции. Часть 1-4: Общие действия - воздействие ветра], CEN, 2011.
    7. Aly Aly. Pressure integration technique for predicting wind-induced response in high-rise buildings [Метод интегрирования давления для прогнозирования реакции высотных зданий на воздействие ветра]. Mousaad Alexandria Engineering Journal, 2013, no. 52, рp. 717-731.
    8. Eswara Kumar Bandi, Yukio Tamura, Akihito Yoshida et al. Experimental investigation on aerodynamic characteristics of various triangular-section high-rise buildings [Экспериментальное исследование аэродинамических характеристик различных высотных зданий треугольного сечения]. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 2013, vol. 122, рp. 60-68.
    9. Jiming Xie. Aerodynamic optimization of super-tall buildings and its effectiveness assessment [Аэродинамическая оптимизация сверхвысотных зданий и оценка ее эффективности]. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 2014, vol. 130, pp. 88-98.
    10. Montazeri H., Blocken B. CFD simulation of wind-induced pressure coefcients on buildings with and without balconies: validation and sensitivity analysis [CFD-моделирование коэффициентов ветрового давления на здания с балконами и без них: проверка и анализ чувствительности]. Building and Environment, 2013, vol. 60, pp. 137-149.
    11. Giyasov A., Kim D. Simulation of aeration of buildings erected on complex terrain [Моделирование аэрации зданий, возведенных на сложном рельефе]. XXIV International Scientific Conference "Construction the Formation of Living Environment" (FORM-2021). E3S Web of Conferences, 2021, no. 263, p. 05006. doi: 10.1051/e3sconf/202126305006/
    12. Rezaeiha A., Montazeri H., Blocken B. On the accuracy of turbulence models for CFD simulations of vertical axis wind turbines [О точности моделей турбулентности для CFD-моделирования ветряных турбин с вертикальной осью]. Energy, 2019, vol. 180, pp. 83-85.
    13. Поддаева О. И., Дубинский С. И., Федосова А. Н. Численное моделирование ветровой аэродинамики высотного здания // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 9. С. 23-27.
    14. Математическое (численное) моделирование ветровых нагрузок и воздействий. М. : Научно-исследовательский центр СтаДиО, 2020. 78 с.
    15. Дубинский С. И. Численное моделирование ветровых воздействий на комплекс "Федерация" "Москва-Сити" // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2008. Т. 4. Вып. 2. С. 58-59.
  • Для цитирования: Гиясов А. И., Калинин Е. А. Ветровая нагрузка на высотные здания в условиях защищенности // Промышленное и гражданское строительство. 2023. № 11. С. 62-70. doi: 10.33622/0869-7019.2023.11.62-70


НАЗАД