典型截面超高层建筑风洞试验与荷载规范计算的等效静力风荷载比较分析

对椭圆形截面和矩形截面的两栋超高层建筑进行了风洞试验,获得了作用在结构上的气动力。在此基础上计算得到了用于结构设计的顺风向、横风向的等效静力风荷载及风振位移和加速度响应。基于《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)给出的方法计算了两栋高层建筑的等效静力风荷载,与风洞试验的结果进行了对比,并进一步讨论了振型的阶数对等效静力风荷载、风振位移和加速度响应的影响。     

超高层建筑整体钢平台模板体系风振响应区间分析

整体钢平台模板体系是适应超高层建筑主体施工需要的新型模板体系,在我国有广泛的应用前景。超高层建筑高度大、施工周期长,模板体系受风荷载影响较大,对模板体系的风振响应进行分析有利于保证其使用安全。通过建立整体钢平台模板体系和建筑结构共同工作的分析模型,考虑建筑结构刚度的不确定性,以矩阵摄动理论为基础,采用子区间分析法求解整个体系在脉动风作用下的动力响应,结果表明,模板体系动力响应的不确定性较大。     

超高层建筑的风振响应及等效静风荷载研究

为避免中国现行《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中所采用的风振系数仅考虑结构的1阶振型,而不考虑周围环境影响对体型不规则超高层建筑结构抗风设计造成的不合理性,采用风洞试验与风振动力响应计算分析相结合的方法,考虑结构不规则的影响以及相邻建筑的气动干扰和横风效应来获得超高层建筑结构抗风设计所需的顺风向和横风向的等效静风荷载和风致动力响应。结果表明：由于周围建筑的干扰,顺风向、横风向的风荷载规律与一般超高层建筑不同,其不利角度也与规范存在差异;所得结论为超高层建筑结构的抗风设计提供了依据和参考。     

考虑二阶振型的高层建筑顺风向风振响应简化计算

为评估高层建筑风振的舒适度,应建立简单实用的结构风振响应计算方法。而我国GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》的高层建筑顺风向风振响应简化计算方法没有考虑二阶振型的贡献。基于准定常理论,采用频域法进行了考虑二阶振型贡献的高层建筑顺风向风致响应评估,并分析了二阶振型对结构风致响应的贡献。结果表明：二阶振型对高层建筑顺风向动力位移响应的贡献一般在2%以内,但对顺风向动力加速度响应的贡献最大能达到18%。在评估结构顺风向风振加速度响应时,二阶振型的贡献不能忽略。在此基础上,推导了考虑二阶振型的对称等截面高层建筑顺风向风振响应简化计算方法。将此简化方法得到的结果与频域法和规范公式得到的结果进行对比,其误差在5%以内,表明简化公式具有较好的精度和适用性。     

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。     

武汉某超高层建筑静动力风荷载分析

以武汉一幢超高层钢筋混凝土剪力墙结构为研究对象,利用SAP2000结构分析软件,建立该结构的分析模型,分析了结构的动力特性以及结构在设计风荷载作用下的反应,并根据随机振动理论分析结构的风振响应。     

超高层建筑结构抗风设计综述

由于超高层建筑的高、柔特性,所以结构对风荷载十分敏感,风振效应及舒适度是超高层建筑结构设计中不可忽视的问题。主要介绍超高层建筑抗风设计中的问题,包括风荷载取值、风振效应、结构舒适度指标以及振动控制方法与应用。对于体形规则、质量分布均匀的超高层建筑,我国规范提出了风振效应和舒适度的简化计算方法。对于结构形式复杂的超高层建筑,结构的风振效应和舒适度往往通过风洞试验确定。控制超高层建筑风致振动有两种方法:通过空气动力学优化结构形态;采取结构控制措施,包括被动控制、主动控制、混合控制以及锚索控制等。     

高层建筑风荷载干扰效应数值模拟研究

利用ANSYS - CFX软件对相邻两个高层建筑的风致干扰效应进行数值模拟及结果分析,通过比较发现在风致干扰情况下,由于气流的脉动性显著增加,两个高层建筑的荷载作用较单体建筑情况下明显增大.此外,还进行了动力时程分析,包括结构的等效静力风荷载和位移响应两个方面,结果同样表明干扰效应结构响应比单体模拟结果明显增大,增大最显著的是横风向响应.计算得到建筑物在干扰情况下的风振系数比单体时增大约8％.分析得到了等效的相互干扰增大系数,进一步表明了干扰效应对风荷载的增大作用.     

锥筒型塔架风振响应分析及风振系数研究

为研究塔架在动态风作用下的风振响应及风振系数,采用谐波叠加法模拟得出脉动风荷载,将风荷载导入有限元软件,进行风电塔架的风振响应分析。通过风电塔架在稳态风荷载和基于GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》计算的静风荷载作用下的静力分析,进一步对比风电塔架在动力风荷载与静力风荷载下的作用效应。结果表明:脉动风荷载对风力发电塔架的影响显著,在塔架设计中应该引起足够重视。在塔架44m以下所求荷载风振系数大于基于规范计算的风振系数,说明规范计算值偏小,应引起重视。     

X形超高层建筑层风激励谱计算模型研究

通过X形超高层建筑刚性模型多点同步测压风洞试验,研究高层建筑风荷载阻力系数和升力系数平均值、均方根值沿高度的变化规律,并与矩形高层建筑均方根升力系数进行比较.提出X形高层建筑顺风向与横风向动力风荷载功率谱密度函数、相干函数的计算模型,并根据风洞试验数据进行拟合计算,结果表明该计算模型与风洞试验结果吻合较好,可以以此为基础进行类似高层建筑顺风向与横风向动力响应的频域计算.     

文献摘要

<正> 高层建筑几种风振控制方式的设计方法风是非地震区高层建筑的主要设计荷载。随着高层建筑高度的增加及钢结构高层的兴建,结构在风荷载作用下的摆动将加剧。因此,如何合理地进行高层建筑的抗风设计,以满足强度、刚度和舒适度的设计要求,已越来越为广大结构工程师所关注。由于传统的设计方法是用承重结构本身来抵御风载,因此为了减小超高层和钢结构高层建筑的风振摆动,势必要增加材料消耗。这一方面会引起结     

带有液体粘滞阻尼器的超高层建筑抗风设计及风振响应分析

超高层建筑遮挡物较少,在风荷载作用下,结构顶部强烈的风振加速度会引起人的不适。通过在超高层结构合理布置液体粘滞阻尼器增加结构阻尼比,从而有效控制结构风振响应,达到减振目的。以珠海某超高层工程实例为背景,采用风洞试验计算脉动风荷载时程,在最不利风向角风荷载时程作用下,对比分析了阻尼器不同楼层布置位置、不同平面布置位置、不同阻尼弹簧刚度及不同阻尼参数下的减振效果,选出最合理阻尼器布置方式,结构顶层风振加速度得到有效控制,减振效果明显。     

某超高层TMD风振控制设计及时程分析验证

某540 m超高层建筑由于风荷载作用下的顶点加速度超过规范限值,采取TMD振动控制措施,以满足舒适度的要求,其作用可转化为等效阻尼比,易于与现行规范联系起来应用于结构设计。首先,采用FORTRAN语言编制了基于PKPM的风振控制计算程序WINDTMD,通过自动分析结构受控后的等效阻尼比、楼层加速度、剪力及倾覆力矩等参数,可以快速地进行TMD的参数优化设计与控制效果评估,从而提高其实际设计工作效率。其次,给出了超高层建筑结构TMD风振控制设计流程,采用WINDTMD计算程序,对该超高层建筑设置TMD前、后的风振响应进行了比较分析,结果表明:采用本文流程设计的TMD可以有效地控制结构舒适度,满足规范限值要求。最后,给出了脉动风荷载时程的数值模拟方法,并通过结构在脉动风荷载作用下的时程分析验证了本方法的有效性。     

深圳京基金融中心风振响应分析

以风洞试验结果为基础,对高度为439m的深圳京基金融中心风振响应进行详细分析。分析结果表明,该类超高层建筑的横风向响应大于顺风向响应,在结构设计中应予以充分考虑;建筑物对风荷载的动力放大作用明显,结构风振响应以共振响应为主;由于各振型之间的耦合作用较弱,在风振响应分析中考虑少数振型即可满足精度要求;设置加强层可以有效的减小表征层间剪切变形的有害层间位移角。研究结果还表明深圳京基金融中心位移响应、加速度响应均随风向角大致均匀变化,周围建筑物对其干扰效应不明显。     

基于时域的超高层建筑横风向风振模拟及分析

对于某些超高层建筑,其横风向风振响应甚至超过顺风向而成为结构设计的控制性因素。为研究横风向风振响应的时程特性及变化规律,基于横风向脉动力谱,考虑风力的竖向相干性,通过谐波合成法模拟横风力时程,在时域内求解分析某超高层钢筋混凝土建筑横风向的风振响应。分析时考虑地貌、来流风速以及结构基频的变化,探讨各因素对风振响应的影响规律,为超高层建筑的抗风设计提供参考依据。     

高层建筑风荷载及其抗风设计

随着轻质高强新型建筑材料的不断涌现,高层建筑不但建筑形式变化多样,而且结构体型也朝着高大、轻柔的方向发展。故风对高层建筑的影响越来越大。所以必须认真对待高层建筑中风荷载。通过简述风的起因、风的特征、风压及风荷载,更进一步说明了高层建筑中结构风振响应,从而达到风振控制以其实现采用非承重控制装置施加控制力抵御风振反应的设计方法。     

用高频底座力天平研究广州西塔的风效应

广州西塔总高度432m,是目前华南地区的最高建筑,风荷载是该超高层建筑的控制荷载.采用高频底座力天平方法对该建筑的模型进行详细的风洞试验,根据试验结果计算了该结构的风振响应和基底荷载,分析了流场湍流度、现有周边主要建筑结构和待建的东塔对西塔风振响应的影响.结果表明:湍流度对静风荷载影响甚少,但动力风荷载尤其是其背景部分以及结构顶部的加速度则随湍流度的增大而增大;东塔对西塔的干扰影响体现在加速度上,它可以使西塔的结构顶部加速度增加127%.文中对结构模态阻尼比和峰值因子的取值对结构风振响应的影响也进行了讨论.     

设置混合调谐质量阻尼器的高层建筑风振控制实用设计方法

结合GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》中的等效静风荷载计算方法,研究设置主被动可切换的混合调谐质量阻尼器(TMD/ATMD)的规则高层建筑结构的风振分析与实用设计方法。将控制系统的风振控制效果按照风振响应方差相等的原则归结为对受控结构的附加等效阻尼比,推导了控制系统最优参数和附加等效阻尼比的计算公式,给出了惯性质量平均最大行程比、主动控制力和额定功率的简化计算方法;并讨论了主动/被动控制模式的切换准则。最后给出以风振控制Benchmark结构模型为对象的受控结构及混合调谐质量阻尼系统的设计算例。算例分析表明：建议的设计方法可以方便地进行受控结构响应分析和控制系统参数设计;混合调谐质量阻尼器可以有效减小设计等效静风荷载和结构的动力响应。     

基于风洞试验超高层多塔连体建筑风致响应及等效静风荷载研究

针对复杂体型和有气动干扰下超高层多塔连体建筑的风致响应和等效风荷载问题,以某超高层三塔连体建筑为工程背景,首先在大型边界层风洞中模拟的B类风场、两种工况共72个风向角下对其进行了刚体模型测压试验,采集了该建筑表面的脉动风压时程,并基于已提出的可完全考虑背景、共振及其耦合项的风振精细化计算方法"一致耦合法",完成了主塔建筑在单体和考虑周边多塔干扰两种工况下的风致响应分析,得到了主塔顶部的位移、加速度响应、基底内力和位移风振系数;同时对该建筑进行了不同重现期、风向角和阻尼比时的层等效静风荷载(ESWLs)研究;最终探讨了超高层三塔连体建筑风效应的干扰作用机理。试验方法、计算理论和主要研究结论可作为此类超高层多塔连体建筑抗风设计的参考依据。     

点式玻璃建筑柔性支承体系的动力特性分析

对两种常用的点式玻璃建筑柔性支承系统的动力特性进行研究，对比和分析影响这两种系统自振频率和振型的主要因素。在脉动风荷载作用下对系统风振响应进行谱分析，对影响风振响应的特征和相关因素进行研究，为类似结构的动力特性分析提供参考。