[实用新型]一种基于吹吸气的屋盖风荷载优化系统及屋盖结构

说明书

本实用新型公开了一种基于吹吸气的屋盖风荷载优化系统及屋盖结构，本方案通过控制吹吸气机构进行吹吸气来主动调节屋盖表面的风压。本方案适用于屋盖结构不利风荷载的改善，特别是不利负压风荷载，改善屋盖的负压分布区风压，提高屋盖的抗风能力；另外,本方案适用范围不限于特定屋盖形式、不局限于特定的气候风条件，能够在不改变既有建筑气动外形条件下，有效提高屋盖结构的抗风能力。

技术领域

本实用新型涉及屋盖技术，具体涉及屋盖的风荷载优化技术。

背景技术

大跨度结构作为一类新颖结构体系，其结构性能具有许多区别于传统结构的特点，因而也对现行的设计理论和分析手段提出了挑战。

(1)建筑形式复杂。大跨屋盖结构多为复杂曲面形式，且建筑造型鲜有雷同，结构表面的风压分布情况差异显著。

(2)风荷载时空特性复杂。由于大跨屋盖结构形式沿水平向的跨度通常远大于结构高度，因此结构表面的风压分布不但与来流的脉动特性有关，还会更多的受到结构自身特征湍流的影响，这使得现有技术很难获得一种普遍适用大跨屋盖结构的阵风荷载模型。

(4)钝体绕流的复杂特性。来流绕建筑物的流动包含有大气湍流、分离的剪切层产生的分离流及再附着的尾流产生的三维流等，风荷载特性不但受地形、地貌、周围建筑环境等因素影响，还与结构的几何外形直接相关。

基于以上几点，同时由于大气风环境在良态风与极端气象条件风环境下的复杂性，基于现有技术无法很好地结合大跨屋盖结构本身的特点以及风荷载作用的复杂特性，往往造成不必要的浪费，另一方面也不排除某些未预见到的隐患。

由此造成的大跨屋盖结构的风灾事故也层出不穷。在未能透彻的理解大气风环境以及大跨屋盖风荷载特性的情况下，如何为大跨屋盖结构设计一种方案，能够在不改变既有建筑气动外形条件下，有效提高屋盖结构的抗风能力，是本领域亟需解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有屋盖结构在抗风能力方面所存在的问题，需要一种新的抗风能力强的屋盖结构设计方案。

为此，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于吹吸气的屋盖风荷载优化系统及屋盖结构，通过主动调节屋盖表面风荷载分布，在不改变屋盖结构气动外形的前提下，达到提高屋盖结构抗风的性能。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的基于吹吸气的屋盖风荷载优化系统，通过控制吹吸气机构进行吹吸气来主动调节屋盖表面的风压。

进一步的，所述屋盖风荷载优化系统包括：

风压感应器，所述风压感应器分布在屋盖表面上；

吹吸气机构，所述吹吸气机构分布设置在屋盖表面上，通过主动吹气补偿屋盖表面的风压；

控制机构，所述控制机构控制连接风压感应器和吹吸气机构形成屋盖风荷载调节回路。

进一步的，所述风压感应器根据屋盖表面的面积，采用单点或多点测压设置。

进一步的，所述吹吸气机构包括分布吹吸气口、檐口吹吸气口以及吹吸气电机，所述分布吹吸气口分布于屋盖风荷载负压值敏感处，所述檐口吹吸气口分布于檐口来流分离处；所述吹吸气电机受控于控制机构，对分布吹吸气口或/和檐口吹吸气口进行吹气或吸气。

进一步的，所述分布吹吸气口为以一定距离间隔的长条状或多边形孔状口或圆形孔状。

进一步的，所述分布吹吸气口或/和檐口吹吸气口设置有防水结构。

进一步的，所述檐口吹吸气口为短距离间隔的长条状或多边形孔状口或圆形孔状。

进一步的，所述吹吸气电机根据控制机构的的反馈调节功率，形成满足分布吹吸气口、檐口吹吸气口的风速。