层叠式高层建筑多维风振效应试验研究

层叠式高层建筑由于体型不规则,且承受三维风荷载作用,其在强风作用下的风致振动效应区别于一般超高层建筑.结合某大型盒式单元构成的超高层建筑,在进行了刚性同步测压风洞试验的基础上,分别对大楼结构的水平、垂直风致振动效应进行了计算和分析,并详细分析了关键风向下结构的等效静风荷载.结果表明:对层叠式不规则结构应综合考虑平动和扭转效应;在结构水平向风效应较大的风向下,平均分量贡献占主导,结构横风振动效应不突出;结构层叠处的大悬挑结构竖向振动效果不明显,可按刚体的阵风效应进行风荷载取值.     

高速磁浮列车气动升力特性

高速磁浮列车的气动升力是列车悬浮和导向控制的关键气动载荷,以五辆编组高速磁浮列车为研究对象,利用数值计算方法分析高速磁浮列车气动升力的分布规律,研究列车气动升力的影响因素,结果表明,头车和尾车的气动升力分布最为恶劣,车体底部结构对气动升力的分布影响很大,车体底部与轨道梁之间的气隙流场特性决定了气动升力的分布规律。根据高速磁浮列车气动升力的分布规律,提出一种通过控制气隙空间的空气流量来控制列车气动升力的方法,数值计算和风洞试验表明,气动升力控制方法能够显著改变列车的气动升力,实现列车气动升力的精确控制,指导高速磁浮列车的气动升力工程设计。     

两种串列方柱气动性能的试验研究

针对两种布置形式（水平布置和对角布置）的串列双方柱，通过同步测压风洞试验，在雷诺数为Re = 8.0×104、间距比为P/B = 1.75 ~ 5.00（其中P为方柱中心间距、B为方柱边长）条件下，得到了两种布置形式串列双方柱的表面风压，重点研究了对角串列双方柱的气动力、风压分布、Strouhal数等气动性能随方柱间距的变化规律，并与水平串列双方柱进行比较。水平串列双方柱的气动力在P/B = 3.00 ~ 3.50时会发生跳跃现象，下游方柱的平均阻力由负值突变为正值，而对角下游方柱平均阻力系数则均为负值。结果表明：当P/B<3.00时，对角串列双方柱的平均和脉动气动力系数、最大平均负压强度和脉动风压系数均大于水平串列双方柱，而当P/B > 3.00时则情况相反；对角串列双方柱的Strouhal数明显小于相同间距下的水平串列双方柱，且在P/B <3.00时对角串列双方柱的升力功率谱出现了多个峰值。     

基于可调姿态气动翼板的大跨度#br# 悬索桥颤振主动抑振方法

针对传统被动气动措施难以满足超大跨度悬索桥颤振设防需求的问题,提出一种基于可调姿态气动翼板的颤振主动抑振方法。该方法首先基于Roger颤振自激力时域模型建立主梁 翼板动力系统的状态空间表达,并通过系统重构优化使该表达能更加合理、有效地反应翼板姿态调节机制。此后通过引入基于主梁 翼板系统振幅控制权重的线性二次型指标,建立从桥梁振动状态监测到翼板姿态控制的颤振稳定性实时调节方法。为验证该方法的有效性和鲁棒性,研发针对桥梁节段模型风洞试验的反馈控制系统。研究发现,作用于两侧翼板上的反相气动升力在翼板间距的放大作用下形成的力偶是颤振控制力的主要成分,当迎风侧翼板振动相位滞后于主梁扭转振动约90°、背风侧翼板振动相位超前于主梁扭转振动约90°时有最优抑振效果;调节主梁控制权重至翼板控制权重的2倍时,可以提高颤振临界风速33%。     

基于风洞试验的苏通大跨越输电塔风振系数研究

苏通大跨越输电塔的结构形式有别于普通的钢结构杆塔,其塔身下部结构采用钢管混凝土、上部结构采用钢管,质量突变大,主要受风荷载控制,并且塔高超出GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》的梯度风高度限制。为此,采用气动弹性模型和刚性模型的边界层风洞试验确定苏通大跨越输电塔的风致响应和气动力,基于试验数据计算不同风向角下的惯性力风振系数、位移风振系数和有效荷载风振系数,并进行对比。并通过有限元分析梯度风高度对惯性力风振系数的影响,同时将有限元分析得到的风振系数分布和加权值与DL/T 5154的风振系数规定作比较。结果表明：上述3种风振系数分布规律并不相同,由其分别确定的等效位移接近于试验值;考虑梯度风高度后,风振系数变小,分布形状影响小;苏通大跨越输电塔的惯性力风振系数加权值小于1.6,且风振系数由下到上不是单调增大。     

地貌类型和长宽比对平屋面建筑风荷载的影响分析

通过风洞试验研究了地貌类型和建筑物平面长宽比对平屋面建筑平均风压系数、均方根风压系数、极值风压系数、屋面平均升力系数的影响规律,研究结果表明:地貌类型对平均风压系数影响较小,对均方根风压系数、极值风压系数影响显著,对于与模型短边正交的风向角下,C类地貌下典型断面迎风分离区均方根风压系数最大值约为A类地貌的1.5倍,A、B、C类地貌条件下典型断面的再附点距迎风前缘的距离分别为0.7H、0.4H、0.3H(H为模型高度);建筑平面长宽比对风压系数的影响较小,增大沿风向方向的建筑物长度,屋面更多区域处于气流再附后区域,平均升力系数幅值减小;地貌类型和长宽比对屋面角部区域全风向极值风压系数影响较大,对中间区域影响较小,对于角部区域,C类地貌下的极值风压系数较A类和B类地貌的明显偏大,长宽比为2.5模型的极值风压系数明显较长宽比为1.5和2.0模型的大,增幅均在20%左右。     

赤峰市体育中心体育馆结构设计

赤峰市体育中心体育馆是一座设有8千个坐席的综合性体育馆。体育馆的主体结构采用钢筋混凝土框架结构,屋盖的最大跨度为103.2m,采用大跨度钢网架结构。体育馆内设有24.9m×45m的大空间训练厅,训练厅的顶板作为小球训练厅楼板,楼盖采用跨度为24.9m和27m跨的大跨度预应力钢筋混凝土梁。大跨度楼板结构的竖向刚度弱,在人群荷载激励下容易产生较大的动力响应,引起人群的不舒适感。根据使用功能对小球训练厅楼板进行舒适度分析,保证楼盖结构满足舒适度要求。由于体育中心建筑形体复杂,对整体建筑进行了风洞试验,确保可靠的设计风荷载。通过针对性的分析,项目投入使用多年,结构运行良好,满足实际使用需求。     

菱形双塔楼高层建筑气动力谱研究

通过刚性模型同步测压风洞试验得到菱形双塔楼高层建筑各风攻角下顺风向及横风向激励,对其进行谱变换及归一化得到塔楼各测点层无因次气动力谱曲线。以各学者提出的层风荷载功率谱数学模型为基础采用最小二乘法对试验数据进行拟合,分析得出双塔楼对流场的相互扰动使得塔楼在不同风攻角下的气动力谱发生显著变化;同时将拟合得到的顺风向气动力谱与基于风速功率谱推导的结果进行比较得出,受尾流干扰部分风攻角下两者差异较大;对横风向气动力谱构成成分进行分析得出,两塔楼均存在部分风攻角尾流涡脱落形成受抑制的情况,使得横风向气动力谱谱峰不明显,带宽较大。     

管-管格构梁式支承点支式玻璃幕墙的抗风性能研究

管-管格构梁式支承体系是一种广泛采用的幕墙支承结构形式,在上海北外滩某商务楼中庭钢结构项目风洞试验数据的基础上,考虑塔楼"穿堂风"群体效应的影响,对工程方案进行静、动力分析,其研究方法和结论可推广到类似幕墙结构形式.     

超高层建筑结构设计若干问题讨论

简要讨论了超高层建筑结构设计中风荷载、结构体系、钢管砼结构等问题,提出了一种深基坑支护结构的施工方法.