强风作用下超高层建筑风场特性的实测研究

为了获取在强风作用下超高层建筑的风场特性,基于风压测试基本原理,本文设计出了新型风压传感器。针对一超高层建筑设计了风场实测的实施方案,获得了超高层建筑顶部的风速风向纪录,记录了墙面六个测点的风压时程。基于高空风速风压同步实测结果,分别对实测场地的风速风向特征及墙面风压特征进行了分析。结果表明,特殊地形条件下的风速脉动不完全符合典型的风速谱,而且其概率密度函数有可能不符合高斯分布;在这种情况下的墙面风压也呈现出不同程度的非高斯特征,尤其是在分离流区域;脉动风压的空间相关性与风洞试验研究的结果具有相同的规律。     

超高层双塔建筑体型系数风洞试验研究

超高层建筑表面的风压分布对建筑表面围护结构的安全使用有重要影响。据某超高层建筑的刚性模型风洞测压试验,研究了超高层建筑周围在有、无干扰建筑的情况下,表面的风压分布特性以及一些特殊测点在不同风向角的情况下风压的变化规律。结果表明：当来流风向与平面垂直时,平面上的测点取到最大正压,当来流风向与平面平行时,平面上测点往往负压最大;环境建筑对该高层建筑侧风面的风压影响较大,但风压的分布趋势不变,不同在于会放大局部风压,尤其是建筑中部。为其结构设计提出一些建议。     

串列布置受扰超高层建筑脉动风压谱特性研究

基于刚性模型测压风洞试验,研究了方形高层建筑在单体和受扰状态下的脉动风压功率谱特性。在风洞中首先对C类地貌下的单体方形高层建筑进行了实验,然后针对16个不同施扰位置、3种不同高度比时的两方形高层建筑进行了干扰实验,得到了受扰方形高层建筑的局部风压。基于实验结果,研究了串列布置条件下间距比以及高度比对受扰建筑典型测点风压谱的影响。结果显示,单体建筑迎风面中轴线测点风压谱为宽频分布而棱边处风压谱出现尖锐谱峰;侧风面后缘高频段能量显著大于前缘。串列布置间距比变化时,典型测点谱峰幅值在间距比较小时显著削弱。较低施扰建筑导致的低频段能量较大,而较高施扰建筑主要影响高频段能量。 关键词：超高层建筑,风压谱,干扰效应,间距比,高度比     

超高层建筑消防系统设计

超高层建筑一方面能缩小占地面积,优化社会环境,实现经济最大化模式发展目的。但是另一方面也会给消防设计和实施工作带来巨大的难题与阻碍。对此,该文就以"超高层建筑"为切入点,深入探究消防系统设计的优化路径,其中主要通过对超高层建筑特点、消防系统规范性设计重要性两方面的了解,分析设计难点,最后从不同的角度提出优化建议和路径,以期能够强化超高层建筑的消防系统,促进建筑行业及消防工作顺利的运行与发展。     

基于城市中心区实测风场的高层建筑风荷载特性

风剖面是影响高层建筑风荷载特性的主要因素。为了探究城市中心区风场下高层建筑的风荷载特性,选取了北京气象塔2013年-2017年连续观测的实测风速数据,采用指数率模型并结合城市边界层分层结构对实测风场风剖面进行了拟合。通过刚性模型风洞测压试验得到了宽厚比D/B=1, 2, 4三种超高层建筑在实测风场下的风荷载,并将试验结果同规范中的B、D类风场进行了对比。研究表明：基于分层结构,采用指数率模型拟合得到的实测风场幂指数为0.35,其平均风速剖面同D类风场相似,湍流度剖面则大于D类风场;与B、D类风场下的风荷载相比,实测风场对超高层建筑的平均风荷载影响较小,对脉动风荷载的影响较大,且建筑宽厚比增大后,其在实测风场下的脉动风效应显著增强;建筑基底横风向和扭转向力矩系数间具有较强的相关性,且存在极值相关性,特别是90°风向角时的D/B=4建筑,两种相关性在实测风场下均显著增强。     

超高层建筑结构设计的探讨

文章对超高层建筑与一般高层建筑结构设计的差异问题及基础设计要点进行论述,以供同行参考分析。     

超高层建筑中消防电气技术的应用分析

为了保护超高层建筑施工时人们的生命和财产安全,增加建筑消防电气技术的安全性非常重要。安全的消防电气技术不仅可以提升超高层建筑的安全,而且能够有效防止火灾隐患。利用现代信息科技的发展技术,将其应用在消防电气技术中,可以提升电气技术的消防效果。本文介绍了消防电气技术在超高层建筑工程中的实践应用,并叙述了其在超高层建筑中的特点。     

超高层建筑的结构构想和设计

改革开放后,我国经济快速发展,为了适应城市化进程,在日渐紧张的土地问题方面,建造超高层建筑的设想和实施成为各界专家的共识。本文结合建筑的基本知识,对新出现的高层建筑进行了仔细的研究,分析了其建筑设想和实际实施过程中出现的问题。     

超高层建筑的中央空调水系统设计与分析

以深圳某办公楼为例,提出超高层建筑中央空调水系统的3种设计方案,并对其进行分析与比较。     

超高层建筑电气设计要点

超高层建筑一般处于经济发达的居民区地段,相对于一般的建筑其高度较高,对于供电、消防措施等方面的要求也比较严格,所以超高层电气方面需要较大的投入,需要更多的日常运行设备,安全运行标准也非常的高。这一切都决定了高层建筑的复杂性。本文对茶高层建筑电气的设计要点进行了着重的阐述。     

高耸异型烟囱结构风压和风振系数试验研究

超高烟囱由于场地基本风速高、长细比大、刚度小和阻尼低,风荷载及风致振动问题非常突出。通过刚性模型测压风洞试验,对超高烟囱的风压分布开展了研究和分析,分析了高度和外界干扰对烟囱外表面风压分布的影响规律,探讨了在局部开孔情况下,风向角对内压分布的影响。研究结果表明：在无干扰状态下,仅有分离点附近风压随高度变化显著,且呈现随高度增加,风压先逐渐增大,然后保持不变的规律;在有干扰状态下,当风向角为0°时,干扰建筑只对自身高度范围内的烟囱风压产生显著影响,且高度越低,体型系数沿环向分布越均匀,数值越靠近0,高度越高,越接近圆柱绕流的风压分布;当存在局部开孔时,内压随高度变化很小,但随风向角变化显著,从0°~90°,内压逐渐减小,但内压绝对值逐渐增大,最小值甚至可以达到−0.8。     

高速列车经过时跨线天桥表面风压小波分析

列车风荷载是临近高速铁路建筑物设计和确定相关建筑限界必须考虑的重要问题。跨线天桥是典型高速铁路临近建筑物,列车经过时作用在跨线天桥表面上的气动力不可忽视。基于跨线天桥表面风压实测试验,对实测风压进行小波变换,分析天桥表面风压的脉动特性和风压脉冲影响,识别风压在不同频段的分布情况。分析表明,天桥表面压力分量在低频段比较大,在高频段比较小;风压能量在低频段比较大,在高频段比较小;列车风压的低频部分起控制作用,高频部分影响比较小。小波分析对研究跨线结构表面列车风压有很大作用,其分析方法和工程应用方法值得进一步研究。     

超高层建筑中应用风机发电的噪声模拟与评估

世界首创的风机发电“高性能”可持续性建筑-“珠江城”商务写字楼由于风洞口和风机的存在,在气流经过时,将有可能产生较大的噪声。为防止噪声对附近办公室工作人员及居民有较大影响,损害本建筑物的声誉和使用性,有必要对“珠江城”商务写字楼产生的噪声大小及分布进行预测和评估。采用基于SST湍流模型的宽频带噪声源模型方法的数值模拟,得到了“珠江城”商务写字楼风洞口和风机的噪声大小分布,并对比了风洞口风机的存在对大楼噪声分布产生的影响。分析结果表明：一年重现期或者累年最大月平均的风速下,“珠江城”商务写字楼周围局部最大噪声值不会超过《中华人民共和国环境噪声污染防治法》规定的限值。     

雷暴冲击风作用下高层建筑风压频域特性

为研究雷暴冲击风作用下高层建筑风压的频域特性,采用冲击射流装置模拟雷暴冲击风,对矩形高层建筑模型进行测压试验。根据试验数据,对模型表面的脉动风压系数功率谱、水平和竖向相关系数、水平及竖向相干函数进行了详细分析,讨论了模型所在径向位置对脉动风压频域特性的影响。结果表明:各径向位置处模型迎风面的脉动风压功率谱与来流脉动风速谱基本一致;侧面与背风面脉动风压的能量主要集中在旋涡脱落频率处;风压相关性随测点间距离的增大而减小;迎风面风压的水平和竖向相干性均较强,脉动风压同步性较好;侧面测点风压水平相干性在折减频率小于0.2时较为显著,竖向相干性在整个频率范围内相对较好;背风面测点风压的水平和竖向相干性在折减频率小于0.1时较好,随着折减频率增大,相干性迅速减弱;迎、背风面中心测点风压在折减频率0.06附近存在较强的水平相干性,相位角相差180°左右,脉动风压呈现相反的相位特征。     

气柱共振对开洞结构内压风洞试验的影响

气柱共振对开洞结构内压风洞试验的影响不容忽视,尤其是连通的两空间或多空间结构。阐述了内压风洞试验相似律及体积补偿要求,即按原型与实验风速比的平方进行内部体积补偿,且体积补偿箱须遵守深且窄的原则。从往复压缩机管道系统引入了内压模型腔体的气柱共振频率计算公式。对两种补偿体积的开洞两空间结构进行内压风洞试验,试验结果证实了当体积补偿箱过于深长时,会出现气柱共振现象从而影响内压测量的精度。     

带可更换连梁的超高层结构抗震性能研究

近年来,国内外的部分学者提出了在剪力墙中设置可更换连梁,即在连梁的跨中设置一个耗能构件,称之为保险丝,通过保险丝的塑性变形耗散能量,而且震后易于对保险丝进行修复更换。本文根据之前提出的可更换连梁实用设计方法,将作者开发的一种可更换连梁保险丝安装在一个超高层Benchmark模型的部分连梁中,对带可更换连梁的结构和带传统连梁的结构分别进行地震反应分析,比较两个结构在大震下的层间位移角、基底反力以及损伤状况,研究表明：带有可更换连梁的超高层结构层间位移角会有所减小,剪力墙的损伤也会有所减轻,基底反力变化不大,而且可更换连梁的损伤集中在保险丝,易于震后修复更换。     

某高层结构风振与地震反应控制设计方案的对比分析

摘 要：针对某98.93m高层结构自身特点设计了三种减振控制方案,即方案一将阻尼器布置在结构顶部21~26层;方案二将阻尼器布置在结构中部12~14层;方案三将阻尼器布置在结构下部3~4层,并以所模拟的脉动风荷载时程及所选地震波作为动力荷载输入,对结构进行各方案下的风振和地震反应控制对比分析。结果表明,各方案下风振与地震输入能量可得到不同程度的耗散而衰减结构的风振与地震反应。在结构的风振控制方面,方案二对结构顶层加速度和侧移的最大控制效果分别达43%和44%,其总体控制效果稍优于方案一,显著优于方案三;在结构的地震控制方面,方案一与方案二对结构顶层侧移的控制效果相当,均在10%左右,方案三控制效果最小。对同时考虑风振与地震反应的高层结构控制设计,建议尽量将减振装置设置在结构的中上部楼层,以最小的投入达到最大的控制效果。     

利用HHT方法对非平稳风力的时频分析

非平稳信号的分析方法是信号分析领域中的一个重要问题。本文以风洞试验获得的非平稳风压信号和升力系数信号为研究对象,采用HHT方法对信号进行时频分析。HHT（Hilbert-Huang transform）方法可以获得有意义的瞬时频率,从而给出频率随时间变化的精确表达;信号最终被表示为时频平面上的能量分布,成为Hilbert谱;该方法适用于分析生活中普遍存在的大量频率随时间变化的非线性、非平稳信号,可将复杂的信号直接分离成从高频到低频的若干阶固有模态函数。分析结果虽然没有表现出明显的频谱分布特性,但与以往HHT分析结果提取的固有模态函数不同,如果对本试验获得的非平稳信号提取的固有模态是低频部分的残余信号,忽略其他高频信号,则风压时程和升力系数时程的残余信号曲线就可以分别回归为一个线性函数和一个正弦函数。这也说明,该非平稳信号的主成分仍然是由平稳信号组成的,可以用分析平稳信号的方法进行时程分析。