如圖16所示，裝置包括：1、風(fēng)力模擬設(shè)備，2、天氣模擬倉(cāng)，3、采集區(qū)，4、氣動(dòng)力測(cè)量區(qū)，5、錐形入口測(cè)量裝置，6、進(jìn)氣方向，7、阻力網(wǎng)，8、機(jī)械通風(fēng)裝置，9、風(fēng)扇，10、氣流矯直裝置，11、擋水板，12、排氣方向，13、通風(fēng)機(jī)，14、測(cè)試件，15、室外空氣接觸面，16、風(fēng)速測(cè)量裝置位置，17、排水口。
(2) 走道格柵單元靜載試驗(yàn)設(shè)計(jì)
該試驗(yàn)需要準(zhǔn)備的設(shè)備及使用注意事項(xiàng)如下：
通過(guò)對(duì)水平鋪置的鋁合金格板施加重力荷載，用以模擬靜態(tài)風(fēng)荷載與施工荷載。試驗(yàn)參考自行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼格板及配套件第1部分：鋼格柵板》YB/T 4000.1-2007，采用采用彎曲（詞條“彎曲”由行業(yè)大百科提供）試驗(yàn)法，對(duì)鋁合金格板的荷載能力進(jìn)行測(cè)試。
試驗(yàn)設(shè)備采用液壓萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)(見(jiàn)圖17)，試樣尺寸根據(jù)工程項(xiàng)目需要制定。
荷載試驗(yàn)方法：
將試樣平放在試驗(yàn)機(jī)橫梁（詞條“橫梁”由行業(yè)大百科提供）上的兩個(gè)支輥上。加荷載前必須確定支輥及壓頭與每根承載格柵零件都有良好接觸，用百分表測(cè)量試樣的彎曲撓度。記錄測(cè)力計(jì)讀數(shù)并用自動(dòng)記錄儀描繪荷載撓度曲線(xiàn)。
2.4研究小結(jié)
國(guó)標(biāo)《建筑室外用格柵荷載通用技術(shù)要求》報(bào)批稿中已有明確規(guī)定：采用靜力模擬荷載
方式進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)量施加荷載后的變形，觀察試驗(yàn)后試樣是否發(fā)生損壞和功能障礙來(lái)判定其抗風(fēng)性能。對(duì)于常規(guī)項(xiàng)目(200米以下，具有規(guī)則體型及構(gòu)造的建筑)而言，《建筑室外用格柵荷載通用技術(shù)要求》報(bào)批稿中的條文已能滿(mǎn)足其性能檢測(cè)需要。
3 對(duì)建筑室外用格柵設(shè)計(jì)、荷載確定及結(jié)構(gòu)分析的實(shí)施建議
對(duì)于高層或超高層建筑物而言，在極端的氣候環(huán)境下，復(fù)雜幕墻構(gòu)造往往會(huì)容易危及到其外圍護(hù)結(jié)構(gòu)（詞條“圍護(hù)結(jié)構(gòu)”由行業(yè)大百科提供）的安全。在這一情況下，應(yīng)根據(jù)在新版的《建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50009-2012中的規(guī)定，采用工程風(fēng)洞試確定其風(fēng)荷載體型系數(shù)及設(shè)計(jì)風(fēng)壓。如無(wú)風(fēng)洞試驗(yàn)（詞條“風(fēng)洞試驗(yàn)”由行業(yè)大百科提供）條件，可建立利用專(zhuān)業(yè)仿真軟件建立計(jì)算流體力學(xué)(Computational FluidDynamics，簡(jiǎn)稱(chēng)CFD)分析模型，從而確定其結(jié)構(gòu)計(jì)算荷載的取值。
3.1格柵產(chǎn)品的流體分析計(jì)算(CFD)
為與格柵產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)，本文采用SolidWorks Flow Simulation流體仿真分析工具進(jìn)行管網(wǎng)格柵的驗(yàn)算。模型建立情況如圖18所示：
其計(jì)算參數(shù)情況設(shè)置如下：
分析類(lèi)型：網(wǎng)管格柵單元內(nèi)部流場(chǎng);
項(xiàng)目流體：默認(rèn)流體為空氣(氣體)，流動(dòng)類(lèi)型僅選擇湍流;
初始條件：場(chǎng)內(nèi)初始?jí)毫橐粋�(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓即101325pa，溫度20.5;
計(jì)算域各壁面邊界條件：如表2所示。
計(jì)算結(jié)果如下列圖表所示：
(1)格柵單元內(nèi)部風(fēng)壓平均值：
計(jì)算流場(chǎng)內(nèi)靜壓平均值為103104Pa，動(dòng)壓平均值為1797Pa，總壓平均值為10916Pa。
(3)格柵單元鋼管所受的合力及最大值：
1)、單元內(nèi)所有鋼管所受合力：
2)、單根格柵鋼管所受最大合力：
由計(jì)算結(jié)果可知，格柵單元內(nèi)12根鋼管所受合力為5932.5N，單根格柵鋼管所受最大合力為708.5N，單根鋼管所受荷載大于此前采用規(guī)范計(jì)算的470N。
(4)計(jì)算結(jié)果分析：
由計(jì)算結(jié)果可得，在湍流作用下，其管網(wǎng)格柵單元體內(nèi)部的風(fēng)速有一定放大，并影響格柵鋼管及背部玻璃幕墻表面的受力。管網(wǎng)格柵的CFD分析所得其計(jì)算區(qū)域內(nèi)動(dòng)壓平均值達(dá)到，小于前文按規(guī)范所得的
的取值。這證明低于200米高度的常規(guī)建筑物，采用規(guī)范取值進(jìn)行計(jì)算偏于保守。在單個(gè)構(gòu)件局部受力計(jì)算上，采用CFD計(jì)算分析所得的荷載值則較為可信。
3.2基于流體分析計(jì)算(CFD)的建筑室外格柵產(chǎn)品風(fēng)荷載取值方法。
本文通過(guò)對(duì)H項(xiàng)目外幕墻格柵項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)和分析，提出了根據(jù)流體分析計(jì)算(CFD)的室外用建筑格柵風(fēng)荷載取值方法，其計(jì)算分析方法流程歸結(jié)如圖26。
4 結(jié)語(yǔ)
目前許多具有復(fù)雜外形的建筑室外格柵，都亟需合適的技術(shù)方法，對(duì)其進(jìn)行更切合工程實(shí)際情況的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)檢測(cè)。本文在對(duì)廣州H項(xiàng)目幕墻工程中格柵的投標(biāo)設(shè)計(jì)技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，采用流體分析計(jì)算(CFD)的方法，并結(jié)合目前相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，對(duì)其工程設(shè)計(jì)的風(fēng)荷載取值進(jìn)行了對(duì)比分析和研究。同時(shí)，我們參照國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)了針對(duì)管網(wǎng)格柵的動(dòng)態(tài)風(fēng)荷載試驗(yàn)和走道格柵的靜載試驗(yàn)。在對(duì)格柵設(shè)計(jì)技術(shù)，以及相應(yīng)的試驗(yàn)檢測(cè)，仿真分析方面進(jìn)行了系統(tǒng)化的研究之后，總結(jié)并提出了基于CFD的建筑室外格柵產(chǎn)品風(fēng)荷載取值方法流程，也希望能對(duì)今后類(lèi)似格柵項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供借鑒和參考。
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