高层建筑风荷载特性数值模拟研究

为研究某超高层双塔结构风荷载特性,采用数值模拟技术对建筑周围流场、建筑表面风压分布以及风荷载体形系数进行了详细研究。结果表明,在建筑角部流场风速加速效应明显,双塔结构角部存在较大的负风压,层风荷载体型系数受风向角影响较大,被遮挡的塔楼整体层风荷载体型系数较小。数值模拟可以给出建筑风荷载及附近流场特征,为建筑结构设计提出合理建议。     

阵列式分布高层建筑群风致干扰效应研究

基于实际超高层建筑群的风洞对比试验,研究了阵列式分布高层建筑群建筑主体结构轴向风荷载静力、动力干扰效应及围护结构干扰效应,并结合CFD计算结果及基底弯矩谱分析了干扰机理.研究表明:①阵列建筑群角部建筑平动方向平均风荷载不高于单体建筑,但平均扭矩会有较大幅度增加,且横风向振动可能加强;②临近角部的边缘建筑,由于前方来流加速,平均风荷载相对于单体建筑约增加20％;风速增加导致横风向功率谱谱峰向高频方向移动,对结构横风向均方根响应影响较大;③受遮挡效应影响,离角部相对较远的边缘建筑主体结构平均风荷载不超过单体建筑;④两侧建筑干扰引起边缘中部建筑前方来流风速增加,与单体建筑相比,边缘中部建筑的迎风面极值正压增加,侧面极值负压增加.     

浅议高层建筑抗风的技术问题及对策

高层建筑横风向、扭转向风荷载及群体建筑干扰效应可能引起较大的风致响应。本文综合分析了高层建筑受风荷载的特点,对不同的抗风要求提出了针对性的抗风措施。研究和工程实例表明,通过改变建筑外形或结构动力特性可有效改善高层建筑受风环境,从而降低建筑风致响应。     

椭圆形双塔高层建筑风效应试验研究

多塔建筑的风荷载效应不同于单塔建筑,相互间存在风力相互干扰的群体效应,上风向建筑风尾流对下风向建筑存在增大效应.本文通过风洞试验,得到椭圆形高层建筑的风荷载效应、风荷载体型系数、风荷载相互干扰的增大系数,以供工程借鉴.     

高层建筑风荷载干扰效应的数值模拟

高层建筑群体相互间距较近时,将出现风荷载相互干扰的群体效应。通过CFD数值模拟,确定了某高层建筑在群体条件下的风荷载及体型系数,为结构抗风设计提供依据。并讨论了干扰条件下的风荷载与规范建议取值的差异,为相似条件建筑的风荷载取值提供参考。     

不同排布下球壳结构群体风致干扰效应风洞试验研究

风荷载是影响各类大跨屋盖设计的重要因素,而由群体产生的干扰效应又常常使风场更加复杂,使结构在风荷载作用下表现出不同于单体的响应.本文通过风洞试验技术,分别考虑球壳群在一字形、品字形、四边形三种典型排布方式、三种不同间距(R/3、R/2、R)以及不同风向角下的群体干扰效应.通过数值统计等方法,对不同影响因素进行分析和对比...     

基于风洞试验的风荷载的取值分析研究

以盐城体育馆网壳结构为工程背景,采用测压模型风洞试验,对体育馆顶棚结构上的测压点进行研究,得到各测点体型系数。重点对所有风向角中各测点上的极值风荷载、阵风风荷载进行了统计分析。试验结果表明：结合建筑结构荷载规范以及考虑风振系数后的风荷载,取阵风风荷载和极值风荷载最不利的一组数据,作为围护结构设计的风荷载,可满足设计的要求。     

大跨球壳结构风压分布规律和风致干扰效应试验研究

球壳结构对风荷载比较敏感,风荷载为其主要控制荷载之一。通过风洞试验,在不同工况下对球壳结构表面进行了同步测压,研究了结构在不同工况下的风荷载分布特性和风致干扰效应。研究结果表明:天窗开启和关闭对结构外表面部分区域风压分布有明显影响,主要影响结构的背风面风压。对于结构内表面,风荷载在天窗关闭时变小,对内部结构有利。针对用于储煤的大跨球壳结构,有无煤堆对结构外表面顺向风压分布没有明显的影响,但对横风向风压分布有一定的影响。两个相邻建筑物间的相对位置对结构的风致干扰效应有一定程度的影响,周边建筑物的干扰对受扰结构不同区域的影响并不相同。     

输电塔塔头平均风荷载的CFD模拟

为了得到典型输电塔塔头的风荷载系数,为抗风分析提供依据,采用CFD方法对其不同风向角时的平均风荷栽进行模拟,并进行对比分析.结果表明:风向角为0°时,输电塔塔头、横担等的顺风向风荷载系数CY与方形格构塔身的顺风向风荷栽系数CY基本相等;风向角为90°时,上游部分风荷载Cx明显比下游部分大,有显著的遮挡效应;当风向与线路...     

浅析高层建筑的横风效应

高层建筑的横风向荷载及响应问题非常复杂,来流紊流、尾流和气动反馈的激励与其息息相关,风荷载是高层建筑所承受的主要侧向荷载之一。在沿海地带和非地震区,风荷载又常常成为结构设计的控制荷载,而高层建筑结构设计中的重要部分是包括内力、风荷载、位移、加速度等结构抗风分析。目前,高层建筑横风向风效应研究的内容主要包括以下三个方面:确定横风向气动力、识别横风向气动的阻尼和计算横风向等效静力风荷载的方法,同时确定高层建筑横风向风效应的主要手段有风洞试验、数据拟合和参数识别技术。本文主要讲了横风向气动力的确定、横风向气动阻尼的识别以及横风向等效静力风荷载的计算方法三个方面的内容。     

温州东海广场超高层建筑三维风振分析

温州东海广场是高200m的超高层建筑,风荷载是其结构设计的控制荷载之一。进行了刚性模型同步测压风洞试验,以此为基础,根据随机振动原理,考虑了风力相关性及振型耦合,对温州东海广场超高层建筑进行了风振响应分析,计算得到36个风向角下的风致响应和等效静力风荷载。计算结果表明,温州东海广场工程主塔楼Y轴方向的风荷载大于X轴方向风荷载,80°风向角为不利风向;角点和质心位置的合加速度响应均小于0.15m/s2,满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002)顶点最大加速度限值的要求。     

艺术墙风荷载体型系数分布规律分析

河南艺术中心为建筑体型独特的集群建筑,风荷载对各单体建筑相互干扰的群体效应明显;艺术墙位于建筑群体中央,其独特的喇叭口造型产生聚风效应。依据风洞试验结果,重点对艺术墙典型部位的风荷载体型系数进行归纳对比分析,总结群体效应中遮挡、峡谷效应、漩涡作用对体型系数的影响规律,为类似工程提供参考。     

双椭圆形塔楼风荷载特性风洞实验研究

本文通过风洞实验的方法研究了以椭圆形为基本截面形状,两个相邻的由条状平板搭接构成的塔楼建筑风荷载的特性。结果表明,两个相邻的塔楼在一定的风向角下会形成比单个塔楼更大的风荷载。文中根据不同风向角下的风洞实验结果,结合当地的风气象资料,给出了该建筑更加合理的表面饰物风压分布数据。对今后类似的结构设计具有参考价值。同时也说明为了达到安全性和经济性两方面的目的,在作结构设计前对这类外形有较大变化的建筑及其群体间的影响进行适当的风洞实验是十分必要的。     

热带风气候条件下风荷载研究的风暴路径法

风气候中风向角对结构风荷载和风振响应是非常重要的一个影响因素,在热带气候条件(如台风)下风向角随时间变化较快,作用在建筑物上的风荷载是非平稳随机过程,这导致了其抗风设计方法与季风的不同。详细的介绍了在考虑风向角的影响后,能用于热带气候条件的风暴路径方法。该方法用等效静力风荷载思想计算用于承载力极限状态设计的风荷载。并且提出了还需要进一步研究的问题,为高层建筑抗风设计研究提供参考。     

某超高层建筑风致结构响应结果的分析

广州良业大厦项目,塔楼2、塔楼3高度约150 m,结构平面形状原为矩形,后修改为切角三角形,项目前后进行了两次风洞试验。对风洞风荷载、规范风荷载及结构响应进行了详细比较研究,指出超高层建筑中横风向风振和扭转风振等效风荷载对结构楼层位移角和构件内力的影响显著。同时总结了应用风洞试验数据和确定地面粗糙度类别的的注意事项。     

基于风洞试验的双塔楼超高层建筑风荷载与风致响应

当超高层建筑的高度和间距都比较接近的时候,相互的干扰效应对结构的表面风荷载与结构的风致响应都会产生较大影响。基于刚性模型表面测压风洞试验,得到了双塔楼超高层建筑表面各测点的风压时程。在此基础上,通过数据处理,得到结构的三维动力风荷载模型,进而分别采用频域法进行结构动力响应分析。最后,通过分析结构表面风荷载与风致响应,研究了塔楼之间的干扰对结构风荷载的影响以及对结构风致响应的影响,结果表明:当双塔连线与来流方向平行时,三维风荷载和风致响应都会明显增大,干扰效应影响十分明显。     

温带气候条件下高层建筑抗风设计方法的研究综述

风气候中风向角对结构风荷载和风致响应是非常重要的一个影响因素,高层建筑每个风向区间受到的风荷载和产生的风致响应是并不相同的。介绍了温带气候条件下,国内外各种考虑了风向角影响后高层建筑抗风设计主要的研究方法,包括最不利工况法、逐个风向区间法及穿越法,并指出了它们的优缺点及还需要进一步研究的问题,为高层建筑抗风设计研究提供参考。     

大跨弧形屋面风荷载特性的风洞试验研究

根据榆林机场航站楼风洞试验结果,详细分析了大跨弧形屋面及弧形挑篷上的平均风荷载、脉动风荷载及其极值分布,研究了平均风荷载、脉动风荷载的分布特性。根据分析可知,大跨弧形屋面上同时存在压力和吸力,压力主要分布在屋面弧面起坡处,吸力主要分布在屋面挑篷部位;大跨弧形屋面的峰值吸力对风向角的变化特别敏感。给出了100年重现期屋面极值风荷载等压线图和体型系数,所得结论对于西部地区此类结构的抗风设计有参考作用。     

考虑风场干扰的喇叭形悬挑钢结构设计风荷载

为获得喇叭形悬挑钢结构的设计风荷载值,考虑临近建筑的风场干扰效应进行了数值风洞模拟。文章通过建立完整的风环境模型,采用非线性k-ε-EARSM湍流模型开展了数值风洞模拟,研究了流场特征、风压系数和不同风向角下建筑表面的风压及风荷载合力的变化规律。研究表明:在最不利风向角的迎风面上,结构悬挑部位内表面的风压系数在2.0左右,且结构受到明显的竖向升力作用;在其他风向角下,受周边建筑风场干扰影响,结构内外表面风压大都呈现相互抵消趋势。计算结果为风压系数,结合相关规范,为设计提供参考意见。     

高层建筑风致扭转荷载的干扰效应研究

在相邻建筑物的干扰下,受扰高层建筑的风荷载与其在孤立状态下相比会有较大的变化。本文采用动态测力天平技术,通过模型风洞试验研究了方形截面高层建筑在周边另一个同样建筑的气动干扰下,其平均、脉动和峰值扭转风荷载的干扰效应,分析了建筑物间距、风场和风向角等参数的影响。研究表明,高层建筑扭转荷载的干扰效应很显著,B类风场0°风向角下,峰值扭矩干扰因子IFp可达2.1,45°风向角下更可高达3.5。最后通过分析受扰模型的基底扭矩谱讨论了上游建筑旋涡脱落的影响。