基于风洞试验的对称截面高层建筑三维等效静力风荷载研究

基于刚性模型表面测压风洞试验建立高层建筑三维风荷载模型,进而运用振型加速度法求解风振响应动力方程,得到了包含拟静力项和惯性力项的弹性力响应解,并推导了对称截面高层建筑顺风向、横风向和扭转向风致随机内力响应。在此基础上提出了基于内力响应等效的可考虑高阶振型贡献的对称截面高层建筑顺风向、横风向和扭转向等效静力风荷载计算方法。结合某一对称截面高层建筑工程实例,对采用上述方法计算得到的结构三维等效静力风荷载进行分析并与我国规范方法顺风向等效静力风荷载计算结果进行比较。结果表明,高层建筑结构抗风设计应该考虑三维等效静力风荷载,且二阶振型对高层建筑等效静力风荷载的贡献不可忽视。     

基于风致响应的高层建筑等效静力风荷载优化设计研究

高层建筑风致响应目前需要一个等效静力风荷载优化。高层建筑风致响应等效静力风荷载优化能带来内外部规模的经济增长效应,提高企业自主创新能力,促进企业发展及风致响应竞争力形成。一定区域的建筑风致响应等效静力风荷载优化是在区域相关条件约束下形成的,有效的高层建筑风致响应等效静力风荷载优化应该是基于区域比较优势发展起来的。文章系统地介绍了高层建筑的定义及规模,然后又阐述了区位优势评价指标,最后介绍了等效静力风荷载优化的一系列的特征。     

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。     

群体高层建筑风致干扰效应研究进展

在高层建筑抗风设计中,正确地评估邻近建筑对风荷载的影响具有重要的理论和实用价值。从干扰机理、基底荷载干扰以及风压干扰3个方面总结与评述了国内外风致干扰效应的研究进展,列举了各国风荷载规范对干扰效应的条文规定;结合作者所在研究团队近十多年来进行的群体高层建筑的研究成果,对GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》的风致干扰条文进行了补充说明,重点介绍了群体建筑气动干扰的量化方法,并强调了干扰效应的适用条件为折算风速不大于7;根据前期研究存在的问题和实际工程需求,建议进一步开展对群体建筑干扰机理、结构顶部峰值加速度、扭转干扰响应以及不同方向荷载相关性等方面的系统性研究。     

超高层建筑风致响应及等效静力风荷载研究

以重庆宾馆为工程背景,制作了缩尺比为1∶300的试验模型,并进行了刚性模型同步测压风洞试验,采集了重庆宾馆建筑表面的脉动风压时程。风洞试验包括有周边建筑和无周边建筑两类工况。采用风洞试验的脉动风压时程数据,考虑该高层建筑2个主轴方向的前4阶弯曲模态,进行了其风致响应研究,得到了建筑顶部的位移响应和加速度响应,并进行了人体舒适度验算。采用惯性风荷载法,研究了建筑主轴方向的等效静力风荷载。结果表明:对于高度为300m的混凝土高层建筑,仅考虑1阶模态进行风致响应分析,位移响应能满足工程精度的要求,但加速度响应误差较大,至少应考虑前4阶模态;重庆宾馆10年重现期下建筑顶部的峰值加速度为0.144m/s2,满足舒适度限制要求;横风向平均风荷载较小,但惯性风荷载较大。     

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。     

高层建筑顺风向响应规范计算及试验研究

作为对高层建筑起控制作用的风致振动,顺风向响应在抗风设计中尤为重要。多国风荷载规范均给出了典型的矩形断面形式的高层建筑顺风向响应计算方法,但不同的计算方法导致结果存在偏差。以某矩形高层建筑为例,基于风洞试验比较研究中国、美国及加拿大规范计算方法。研究表明:因平均风速定义的差异,中国风振系数取值要高于美国的阵风影响系数;相比频域法的计算结果,中国规范中采用的惯性风荷载法计算结果偏大;在相同风荷载作用下,中国和加拿大规范方法得到的顺风向最大位移响应值偏大,结构设计偏于保守。美国规范的计算结果相对偏小,相对偏于不安全;相比于加拿大阵风荷载因子法,中国惯性风荷载法风致响应偏小。     

高层建筑风荷载研究成果的述评

高层建筑风荷载研究,是结构风工程最重要的研究内容之一。深入开展建筑物表面风荷载研究、建筑物风致响应研究、建筑物风荷载干扰和舒适性研究,对于正确分析高层建筑风荷载的力学响应,保证结构的安全性与适应性,具有重要的指导意义。本文论述了高层建筑风荷载研究领域的主要成就和最新进展,并对其研究发展思路提出了一些看法。     

风洞试验在建筑幕墙抗风设计中的应用

抗风设计对建筑幕墙极为重要。本文从风致幕墙结构破坏的特点、幕墙风荷载取值存在的问题、风洞试验在幕墙抗风设计方面的应用等方面讨论,并以工程实例说明了风洞试验可以优化幕墙的抗风设计,有效降低工程造价。     

任意排列两方形断面高层建筑风致干扰机理研究

风致干扰效应是高层建筑群抗风设计中的常见难点问题之一。采用刚性模型测压试验,研究了均匀层流和两种大气边界层风场条件下任意排列两方形断面高层建筑的风致干扰效应,通过平均和脉动基底弯矩系数的干扰因子、风力系数、风压系数分布以及风荷载功率谱的研究,解释了其风致干扰效应的机理。结果表明,任意排列的两方形断面高层建筑风致干扰中,至少存在横风向静力干扰、顺风向静力干扰和横风向动力干扰三个值得注意的干扰区域。 窄道形成的加速效应使受扰结构上形成指向施扰建筑横风向平均吸力和阻塞形成的受扰建筑的横风向平均推力;遮挡效应使得受扰建筑承受指向位于上游的施扰建筑的顺风向风力;漩涡叠加增强位于尾流区受扰建筑上的横风向脉动荷载。不同风场的试验结果表明,提高来流的紊流度有助于减弱上述干扰效应。     

墩柱钢筋骨架及其脚手架抗风计算

对高架桥墩柱等长柱施工时,钢筋骨架及脚手架受风荷载影响较大,通过一算例分析得出结论:长柱的钢筋骨架在施工过程中必须采取有效的抗风措施,否则在平均风压及脉动风压的作用下会产生严重后果.     

风环境对行车安全影响和对策初步研究

本文讲述侧向风对汽车行驶的安全和稳定会产生不良影响。桥梁风障是解决桥面行车安全和舒适性问题的主要手段,尤其是在强侧风作用下,风障对保证轻型车辆行驶安全可能是必需的。     

广东科学中心风洞试验研究

广东科学中心屋面结构形式独特,现行规范无可供参考的体型系数,风振计算也无直接引用的方法。通过风洞模拟试验,得出了该屋面各区域的风压分布和最高最低风压峰值等参数。为确定风振系数,进行结构设计提供了依据。     

绵阳南郊机场航站大楼风压分布研究

以兴建于四川省绵阳市的南郊机场航站大楼为对象,在中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所的4.0m×2.2m×15.0m风洞的工业试验段中,利用几何缩尺比为1∶100的刚体模型,系统地研究了该建筑外表面平均风压分布和脉动风压分布特性,给出了可用于设计的风载荷值,以确保大楼特别是上部悬臂屋顶在100年重现期风速下的安全性与稳定性。     

Cladding wind pressures on the Exchange Square project, Hong Kong

The wind tunnel test that was carried out on the project is described briefly. The effects of the wind climate probability by direction is then examined and design external pressures are determined as a function of the return period. The associated uncertainty in these results is then examined and the problem of determining appropriate design values and load factors is discussed. The results of the wind tunnel test have also been used to test possible scenarios for assessing the effects of internal pressures.     

尾流受扰下复杂体形高层建筑的风压分布特性

本文结合汕头粤东信息大厦的风洞试验,详细分析了复杂结构断面建筑物在其尾流受到下游结构干扰下的风压分布特性。试验表明:处于受扰物体尾流边界上的施扰物体可以降低来流在受扰物体上的分离速度,从而使最大负压系数降低。当施扰物体处于被扰物体尾流边界的某些位置时,被扰物体表面的最大负压系数受到显著影响,最多可降低45%。文中还对典型断面结构进行了进一步的试验研究,在验证以上的结论同时,试验结果也显示,施扰建筑位于被扰结构临近的较大区域,其风压增大15%以上,最大可增大39%。本文所得的一些结论可为相应的工程提供参考。     

双坡屋面薄膜结构模型风压系数的风洞试验研究

提供了双坡屋面薄膜结构风洞模型试验的处理方法和实测结果 ,研究了在各种风向角下模型四周封闭和四周敞开时对风压系数的影响 ,同时还计算了突然开孔所引起的屋面风压系数的变化情况。对试验结果进行了总结和分析 ,为薄膜结构抗风设计的理论研究和工程应用提供了可靠的依据     

膜结构荷载特性和风振响应特性的风洞试验研究

本提供了双坡屋面膜结构刚性模型和气弹模型的风洞试验方法,以及风压系数和加速度响应均方根值的处理结果,着重讨论了模型四周封闭和四周敞开对屋面风压以及风振响应的影响,为薄膜结构抗风设计的理论研究和工程应用提供了可靠的依据。     

某体育会展中心大跨屋盖系统风荷载试验研究

介绍了某体育会展中心会展馆和体育场的大跨屋盖系统模型风洞试验的概况和主要试验结果,通过分析典型测点方法详尽研究了挑篷上平均风压和脉动风压的分布,讨论了脉动风压对总设计风荷载的贡献,并对比了计算围护结构风荷载的规范方法和统计方法;结果表明,正面迎风时,体育会展馆和体育场屋盖边缘的平均风压和脉动风压系数均较大,采用规范方法算得的会展馆围护结构风荷载大部分小于采用统计方法算得的风荷载,而用规范方法算得的体育场围护结构风荷载均小于采用统计方法算得的风荷载,在大跨屋盖设计中应分区域选用两者中较大值作为风荷载设计标准值。     

风洞实验及其在建筑领域应用的研究

近年来,由于建筑工程材料及施工方法的大幅进步,风力成为超高层建筑、体育场馆大跨屋盖、斜拉桥等结构的主要水平荷载。同时随着城市高层及高密度建筑的不断出现,城市空间构成变得非常复杂,由此而产生的各种风环境问题日益受到人们的注意,因此对建筑风环境进行研究很有必要。本文通过探讨风洞实验及其在建筑领域的应用,研究风洞实验在应用于建筑领域的进一步发展中,要注重改进修正的要素及其重要性。