高层建筑脉动风压谱特性研究

结合长安万科中心写字楼刚体模型测压风洞试验,对高层建筑模型脉动风压谱特性进行了研究,发现迎风面脉动风压谱的试验结果与基于准定常假定获得的脉动风压谱吻合较好,侧风面脉动风压谱的试验结果则可以利用Ohkuma模型谱进行拟合。     

球面壳体表面风压分布特性风洞试验研究

球面壳体是工程中一种常用的屋面结构形式。本文通过刚性模型风洞试验,对不同场地类别下球面壳体表面风压分布进行了同步测量。根据测到的同步风压分布数据,对壳体表面风压场特性进行了分析,包括平均风压系数及脉动风压系数分布、脉动风压的自功率谱及互功率谱分布、风压场的本征正交分解特性、雷诺数对壳体表面风压分布的影响等。结果表明,球面壳体模型表面风压分布受雷诺数的影响明显,且模型的曲面特性使得由风场本征正交分解得到的前几阶特征模态对整个风压分布的贡献增大。该研究为这类结构在抗风分析中风荷载的确定及数值模拟提供试验依据。     

两串列方形高层建筑局部风压干扰特性分析

对2个完全相同的串列方形高层建筑模型进行了受扰建筑风压测量的风洞试验.根据试验结果,分析了施扰模型相对位置和高度变化对受扰模型局部风压的影响.结果显示,高度比固定,迎风面平均风压在间距比小于3时为负压,大于3时为正压,侧风和背风面平均负风压及各个面脉动风压均在间距比等于3时取得最大值.高度比变化,间距比小于3时,迎风面...     

某典型高层建筑表面风压分布特性及干扰效应试验研究

结合某典型高层建筑刚体模型测压试验,详细分析了有、无周边建筑物干扰两种情况下其表面风压的分布特性,并绘制了建筑表面的平均风压系数、脉动风压系数等值线分布图。试验研究表明:群体高层建筑间的风干扰问题主要表现为遮挡效应和峡管效应;当上游建筑的尾流边界受到干扰时,上游建筑的侧风面和背风面的风压系数会发生显著改变。     

矩形高层建筑脉动风压概率特性与峰值因子

在边界层风洞中完成了一系列矩形截面高层建筑1∶500刚性模型的同步测压试验。根据试验结果研究了高层建筑表面脉动风压的概率特性。结果表明:高层建筑迎风面脉动风压的概率特性可采用高斯分布来描述,但侧风面、背风面均表现出不同程度的非高斯性,侧风面气流分离所形成的剪切层的厚度越大,非高斯性越明显;基于目标概率法,提出了便于工程应用的峰值因子的取值方法,随着保证率的增大,按该方法计算得到的峰值因子的增大速度比正态分布峰值因子的增大速度快;对矩形截面高层建筑,以99.38%作为目标概率,极大值峰值因子取2.7;极小值峰值因子在立面中间区域取3.3,边缘区域取3.9。     

基于实测风压时程的屋盖结构脉动风特性分析

脉动风特性是结构风致振动分析的重要参数。利用一个大跨度屋盖结构风洞试验的实际风压测试数据,对其测点风压的频谱特性进行了分析。对该工程典型测点的风压自功率谱进行了计算,并进行了谱密度函数的拟合,将拟合的谱密度函数与Davenport谱和Kam ial谱进行对比,对常规准定常假设的合理性进行了讨论。进一步对测点间脉动风压空间相干函数进行了计算,通过与Davenport和盐谷相干函数经验公式对比,发现两者之间有较大差距。     

高层建筑表面风压分布规律的数值计算与分析

用数值模拟的方法，求解高层建筑各外表面风压系数随风速、建筑高度和宽度的变化规律及对这些规律进行理论分析。     

群体高层建筑的峰值风压分布特征

基于同步测压技术,研究了不同宽度比和不同高度比（记为Br和Hr,分别表示施扰和受扰建筑的宽度与高度之比）的2个高层建筑在串列、斜列和并列布置时峰值风压干扰效应。结果表明：邻近施扰建筑的侧面峰值风压主要呈现放大效应,且宽度比越大（Br≤1时）,高度比越大,放大效应越明显,立面最高负风压系数绝对值可升高30%。迎风面放大效应区则主要集中在施扰建筑位于横风向间距为3b(b为受扰建筑的迎风宽度)的迎风区域内,立面最高正风压系数可升高40%。当串列间距较小且高度比小于1（Hr=0.8）时产生的三维绕流现象可使得受扰建筑侧面局部风压升高61%,迎风面边缘局部风压升高24%。并列布置时产生的峡谷效应引起足够的重视,试验测得最大干扰因子可达2.13且随并列间距的增大而减少,当并列间距超过9b时峡谷效应才渐趋消失。由试验结果回归得到的并列布置时的侧立面最大峰值风压干扰因子随并列间距变化的关系式具有较高可信度。     

大型冷却塔表面脉动风压原型实测与分布准则

我国冷却塔规范风荷载条款仍源自20世纪80年代原型冷却塔（约90m高）实测资料,且仅规定了塔筒表面静态风压分布。事实上,超大型冷却塔（高度≥165m）风振问题与风荷载脉动作用关系更加密切,由此导致了冷却塔数学和物理试验模型雷诺数效应模拟准则的不完整性,难于准确再现冷却塔表面动态风荷载与来流条件、塔群组合状况等参数间的合理关系,已成为制约大型冷却塔抗风性能研究和结构设计的瓶颈。为此,采用全天候动态风压采集设备,对某电厂冷却塔（约166m高）进行通风筒表面动、静态风压长期现场观测,量化表面脉动压力与来流紊流度之间的影响关系,提出具有原创性的冷却塔超高雷诺数条件（Re≥6E7）脉动风压雷诺数效应模拟准则。     

高层建筑表面风压系数分布公式的数值计算与拟合

高层建筑物结构风荷载与暖通渗风量的计算都依赖于建筑物外表面上的风压分布资料与风压系数的具体数据。对不同风速作用下不同体型和尺寸的空气绕流高层建筑模型外表面上的风压进行了数值计算，利用计算结果对风压系数分布进行了数学回归，并拟合出风压系数分布公式。     

考虑特征湍流影响的体育场悬挑屋盖脉动风压谱模型

基于风洞试验对体育场悬挑屋盖的脉动风压谱进行系统研究,旨在得到适用于此类结构的脉动风压谱模型,为风振响应分析提供必要的信息。通过对屋盖表面脉动风压进行谱分析,可知在屋盖前缘处的风压谱与来流风速谱较接近,但屋盖后缘处则差异很大,表现出明显的漩涡脱落特征。因此脉动风压自谱采用来流谱与漩涡脱落谱相结合的形式来描述,并通过权数因子体现屋盖表面不同位置处流场作用的特点。对于脉动风压互谱则用指数衰减函数来表示,并确定了适用于悬挑屋盖的衰减系数。为验证所提出风压谱模型的有效性及特征湍流对风致效应的影响,对系列悬挑屋盖结构进行风振响应分析,风荷载时程分别采用风洞试验测得的风压时程、基于建议风压谱模型模拟生成的风压时程、按拟定常假设生成的风压时程。基于建议模型得到的响应结果与试验结果基本一致,基于拟定常假设的风振响应极值偏小10%～15%,均方根值偏小30%～40%,脉动风压谱建模中不可忽略特征湍流的影响。     

低紊流度下二维矩形截面柱体模型表面风压分布的雷诺数效应

在雷诺数为(1.1～6.8) ×105的范围内测量了5种截面宽厚比(B/D分别为2.0、2.5、3.0、3.5和4.0)的二维矩形截面柱体模型的表面风压时程,研究了各模型的平均风压分布以及脉动风压分布随雷诺数的变化规律,并分析了雷诺数对5个模型的背风面中点风压系数的影响,进而从模型周围气流绕流的角度解释了矩形截面柱体模型雷诺数效应的机理.试验结果表明,5个模型的表面风压分布都受雷诺数的影响,且雷诺数不仅影响模型侧面气流再附区的风压分布,也影响模型侧面前缘气流分离区的风压分布.不同截面宽厚比的模型受雷诺数的影响程度也不同,其中B/D=4.0模型的表面风压分布对雷诺数最敏感,当雷诺数达到6.8×105时,其分离剪切层更易再附于模型侧面,其气流再附位置明显向前缘移动.此外,B/D=4.0模型的背风面负压绝对值随雷诺数的增大呈现先增大后急剧减小的变化规律.     

倒角化迎风前缘对平屋盖表面风压特性的影响

通过刚性模型风洞测压试验,针对分离泡和锥形涡作用情况,研究了不同风向下倒角化迎风前缘对平屋盖表面风压幅值和脉动特性的影响。对比分析采用倒角化迎风前缘前后,平屋盖表面风压分布以及角部面积平均风压的变化。通过本征正交分解法,给出了平屋盖表面风压脉动的特征值和特征向量。从时域和频域角度,分析了倒角迎风前缘部位测点的风压特性。结果表明：采用倒角化迎风前缘后,分离泡和锥形涡作用区内风吸力单调递减,但迎风前缘附近风吸力可能增大;分离泡作用下,倒角化迎风前缘将增大屋盖角部面积平均风压均值;锥形涡作用下,其可减小屋盖角部面积平均风压的均值和极值,最大降幅分别为68%和82%;屋盖表面风压脉动区域减小至迎风前缘附近,且风压脉动能量降低,最大降幅出现在锥形涡作用下倒角半径较大的平屋盖表面;在倒角迎风前缘部位,极值风吸力和脉动风压谱峰值可超过其邻近区域;增大倒角半径,该部位的极值风吸力和低频风压脉动能量将有所降低。     

台风 “鲇鱼”作用下厦门沿海某超高层建筑风压特性的风洞试验与现场实测对比研究

为研究超高层建筑表面的风压特性,基于对厦门沿海某超高层建筑表面风压开展的现场实测和风洞模型试验,探讨了台风“鲇鱼”作用下超高层建筑表面的风压特性及其分布规律。研究结果表明：通过风洞试验和现场实测所揭示出的超高层建筑表面风压特性（平均风压系数、峰值风压系数）及其随风向角的变化规律基本一致;平均风压系数的现场实测与风洞试验结果在迎风面吻合较好,而背风面现场实测值明显较风洞试验结果小;峰值风压系数的现场实测与风洞试验结果除个别测点外相差较大。     

湍流风速谱有效模态的POD分析法

大跨度桥梁和极端天气的出现,使得桥梁的抖振问题备受关注。然而抖振分析的最重要参数之一是风速谱,传统的抖振分析方法认为所有频率的风速会激发桥梁的抖振响应,针对此问题本文提出了基于本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition)方法对风速谱分解。以某斜拉桥为算例通过对风速谱的分解研究了其有效参与模态对桥梁抖振的贡献。研究发现并不是所有频率的风速谱会激发桥梁的抖振响应,其响应与结构的自振模态和风速谱的有效湍流参与系数有关。     

基于表面风压分析的分离式双箱梁流场特性研究

为研究分离式双箱梁流场特性,以某分离式双箱梁断面斜拉桥为研究对象,采用节段模型测振与测压试验的方法得到分离式双箱梁不同状态下的表面风压,通过对风压进行分析处理得到不同状态下风压脉动主频分布及平均风压系数分布.在振动状态下,对扭转涡振锁定区间内及超出扭转涡振锁定区间后分离式双箱梁模型表面风的压力脉动主频分布区域的变化进行...     

基于动响应数据特征的桥梁结构损伤识别

介绍了本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition, POD)的基本原理,探讨了POD在桥梁结构损伤识别中的应用。提出了基于动响应数据特征的桥梁结构损伤识别方法,该识别方法基于POD技术对桥梁结构在不同位置、不同时刻收集到的位移快照矩阵(Snapshot Matrix)进行本征正交分解,得到结构的本征正交模态(POMs),进而构造出损伤指标来识别结构的损伤位置及程度,实现了对桥梁结构损伤的多工况识别。并以保定黄花沟桥为例,通过数值模拟试验,验证了该方法的有效性,结果表明POD能够从空心板桥结构的振动响应数据中提取出结构的本质特征,并且提取过程简单、快捷,可为桥梁结构提供一种有效的损伤识别方法。     

解构思维的分解重构策略与西方现代景观设计

对现代主义景观设计、生态主义景观设计及大地艺术景观设计所体现的分解与重构策略作了研究,指出解构思维的分解与重构策略不仅为西方现代景观设计的发展提供了设计灵感的丰富来源和审美旨趣上的某种倾向,同时也为景观设计的实践提供了丰富而具有启发意义的创作思维和艺术形式语言。