تعیین ضرایب فشار باد بر روی گنبدهای کروی موسوم به گنبد پیازی (تعریف ‌شده در استاندارد 400)

نیروی باد یکی از بارهای جانبی در طراحی سازه‌ها محسوب می شود، 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 ارائه ‌شده است، در صورت عدم وجود این ضرایب در آیین‌نامه‌ها باید از آزمایش تونل باد یا مدل سازی 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) تعریف ‌شده است پرداخته می شود، در مدل‌سازی از روش عددی مبتنی بر دینامیک سیالات محاسباتی(cfd)  برای شبیه‌سازی جریان باد استفاده‌ شده است. مدل مورد استفاده دینامیک سیالات محاسباتی در این تحقیق، مدل k ε(standard) می‌باشد. همچنین به ‌منظور انجام صحت‌سنجی نتایج، ابتدا گنبد کروی با قطر 20 سانتی‌متر مدل سازی می شود و نتایج حاصل از مدل‌سازی عددی با نتایج حاصل از آزمایش تونل باد ارائه ‌شده در مرجع [2] مقایسه شده‌ است. پس از حصول اطمینان از نتایج، مدل سازی عددی، بر روی چهار گنبد با نسبت ارتفاع به دهانه مختلف انجام ‌شده است، با افزایش نسبت ارتفاع به دهانه ماکزیمم فشار منفی (مکش) که در زاویه090= θ  حاصل می شود، افزایش می‌یابد به صورتی که در گنبد 122 این مقدار به 2/24 می رسد، همچنین مشاهده می شود که در زاویه 150 تا 180 درجه ضریب فشار برای تمامی گنبدها ثابت است و در نهایت معادله حاکم بر ضرایب فشار باد این نوع گنبدها ارائه ‌شده است.

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

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 dome is presented.