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摘要
为了探究龙卷风作用下大跨柱面煤棚结构风荷载特性，以某大跨柱面煤棚为工程背景，采用CFD数值模拟方法分析了龙卷风移动速度、角度路径和径向距离对大跨柱面煤棚风荷载的影响规律，并根据分析结果对煤棚表面龙卷风荷载进行风压分区，为工程设计提供建议。研究结果表明：龙卷风作用下煤棚表面风荷载以风吸力为主，结构位于d=0Rm位置处，煤棚表面风压系数呈中心对称分布，结构位于d=1.0Rm位置处，煤棚表面存在最大风压系数差，最大及最小风压系数差值约为负风压系数极值的1.88倍；龙卷风移动速度的增加使右侧边区的流动分离现象增强，风压绝对值随之增大，但当龙卷风移动速度到达一限值后，风压系数不会增加并有下降的趋势；相比0°路径，在45°角路径下，煤棚表面最大负风压系数为-1.8，在90°角路径下，煤棚右下角部流动分离现象减弱，最大负风压绝对值随之减小；龙卷风移动速度对A2区及D区影响较大，在同一角度路径下，龙卷风移动速度不同时，A2区风压系数绝对值变化幅度最高可达28%，D区风压系数绝对值变化幅度最高可达46%，相较其他路径，在90°角路径下，除B2区之外的分区风压系数差别较大，较大风压均出现在角部及边缘区域，工程设计时应加强结构角部及边缘区屋面板的设计。
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单位土木工程学院; 石家庄铁道大学
