如圖16所示，裝置包括：1、風(fēng)力模擬設(shè)備，2、天氣模擬倉，3、采集區(qū)，4、氣動力測量區(qū)，5、錐形入口測量裝置，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、測試件，15、室外空氣接觸面，16、風(fēng)速測量裝置位置，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：
通過對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，對鋁合金格板的荷載能力進(jìn)行測試。
試驗(yàn)設(shè)備采用液壓萬能材料試驗(yàn)機(jī)(見圖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，用百分表測量試樣的彎曲撓度。記錄測力計(jì)讀數(shù)并用自動記錄儀描繪荷載撓度曲線。
2.4研究小結(jié)
國標(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，測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判定其抗風(fēng)性能。對于常規(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足其性能檢測需要。
3 對建筑室外用格柵設(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，可建立利用專業(yè)仿真軟件建立計(jì)算流體力學(xué)(Computational FluidDynamics，簡稱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：
分析類型：網(wǎng)管格柵單元內(nèi)部流場;
項(xiàng)目流體：默認(rèn)流體為空氣(氣體)，流動類型僅選擇湍流;
初始條件：場內(nèi)初始壓力為一個標(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)算流場內(nèi)靜壓平均值為103104Pa，動壓平均值為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。
本文通過對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
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。本文在對廣州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，對其工程設(shè)計(jì)的風(fēng)荷載取值進(jìn)行了對比分析和研究。同時，我們參照國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)了針對管網(wǎng)格柵的動態(tài)風(fēng)荷載試驗(yàn)和走道格柵的靜載試驗(yàn)。在對格柵設(shè)計(jì)技術(shù)，以及相應(yīng)的試驗(yàn)檢測，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，也希望能對今后類似格柵項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供借鑒和參考。
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