Влияние скругленных угловых кромок зданий на пиковую ветровую нагрузку

Актуальность исследования обусловлена необходимостью совершенствования методов расчета ветровых нагрузок на современные здания, особенно с нестандартной геометрией и модифицированными угловыми кромками. Существующие нормативные документы не в полной мере учитывают особенности распределения ветрового давления на зданиях со скругленными кромками. Цель работы заключается в расчетно-экспериментальном исследовании распределения пиковых ветровых нагрузок на зданиях со скругленными угловыми кромками. Методы исследования включают экспериментальные испытания в аэродинамической трубе и численное моделирование в программном комплексе ANSYS CFX. Проведены исследования трех объектов различной конфигурации. Показано, что характер угловых кромок существенно влияет на распределение ветровых нагрузок. Установлено, что скругленные кромки создают повышенную вероятность возникновения экстремальных локальных давлений с коэффициентами до c_p=-4. Практическая значимость работы заключается в возможности более точного прогнозирования распределения ветровых нагрузок при проектировании зданий. Полученные результаты позволяют принимать обоснованные решения при назначении пиковых составляющих ветровой нагрузки, что повышает надежность и безопасность современных архитектурных объектов.

П.С. ЧУРИН, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.Н. ФЕДОСОВА, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)

1. Галямичев А.В. Ветровая нагрузка и ее действие на фасадные конструкции // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2017. № 9 (60). С. 44–57. EDN: ­YMHFKX
1. Galyamichev A.V. Wind load and its effect on facade structures. Stroitel’stvo Unikal’nykh Zdanii i Sooruzhenii. 2017. No. 9 (60), pp. 44–57. (In Russian). EDN: ­YMHFKX
2. Singh Ashish, Kontoni Denise-Penelope, Mandal Sasankasekhar. CFD analysis of the impact of corner adjustments in tall square buildings for wind load mitigation. Engineering Research Express. 2024. 6. https://doi.org/10.1088/2631-8695/ad8b11
3. Al-Masoodi A.H.H., Abbas Y.M., Alkhatib F., Khan M.I., Shafiq N. and Elgawady M. Aerodynamic optimization for corner modification of octagonal-shape tall buildings using computational approach. Journal of Building Engineering. 2023. Vol. 76. 107017. EDN: ­KMHZRN. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.107017
4. Tse K.T., Hu G., Song J., Park H.S. and Kim B. Effects of corner modifications on wind loads and local pressures on walls of tall buildings. Building Simulation. 2021. No. 14 (1), рр. 1109–1126. EDN: ­AQILGZ. https://doi.org/10.1007/s12273-020-0705-3
5. Li S., Deng Y., Zhong Z. and Chen Z. Effects of corner modifications on wind-induced responses of super high-rise buildings by wind tunnel tests based on a novel low-damping elastic test model. Journal of Building Engineering. 2023. Vol. 67. 105881. EDN: ­ZQXQKI. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.105881
6. Juan Yu-Hsuan, Abdolrahim Rezaeiha, H. Hamid Montazeri, Bert Blocken, An-Shik Yang. Improvement of wind energy potential through building corner modifications in compact urban areas. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 2024. Vol. 248. 105710. https://doi.org/10.1016/j.jweia.2024.105710
7. Mandal Shanku, Sujit Kumar Dalui, Soumya Bhattacharjya. Wind-Induced effect on different corner positions of corner-modified irregular plan-shaped tall building. Lecture Notes in Mechanical Engineering. 2022. Vol. I, pp. 311–323.
https://doi.org/10.1007/978-981-16-6738-1_26
8. Al-Masoodi, Aiman H.H., Yassir M. Abbas F. Alkhatib M. Iqbal Khan N. Shafiq, Mohamed A. ElGawady. Aerodynamic optimization for corner modification of octagonal-shape tall buildings using computational approach. Journal of Building Engineering. 2023. Vol. 76. 107017. EDN: ­KMHZRN. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.107017
9. Mandal Shanku, Sujit Kumar Dalui, Soumya Bhattacharjya. Wind induced response of corner modified ‘U’ plan shaped tall building. Wind and Structures. 2021. Vol. 32. No. 6, pp. 521–537.
https://doi.org/10.12989/WAS.2021.32.6.521
10. Sanyal Prasenjit, Sujit Kumar Dalui. Effect of corner modifications on Y plan shaped tall building under wind load. Wind and Structures. 2020. Vol. 30. Iss. 3, pp. 245–260. https://doi.org/10.12989/WAS.2020.30.3.245