超高层建筑的风荷载及风能发电应用研究

珠江城商务写字楼高309.6m,在大楼中上部安装有4个风能发电机进行风能发电,风荷载是该超高层建筑的控制荷载。对该建筑进行了大比例尺(1∶150)模型的风洞试验,根据试验结果计算了该结构的基底等效风荷载,分析了吸风口附近和各立面风压分布的特点、吸风口内风速放大的特点以及高层建筑中应用风能发电的可行性,并将基底等效风荷载与小比例尺模型的风洞试验结果进行了对比。结果表明:根据不同比例尺模型的风洞试验结果计算的基底等效风荷载会有所不同;在超高层建筑中开设吸风口应用风能发电,对减少结构总体风荷载是有益的,但风机运行时,吸风口内测点极小值风压比无风机时最大增加65%。在超高层建筑中应用风能发电是一种开创性的策略,在超高层建筑中可获得比10m高度处大29.5倍的风能,但要充分利用高层建筑进行风能发电需进行深入研究。     

矩形截面超高层建筑风荷载体型系数试验研究

试验分析了7种不同宽深比情况下矩形截面高层建筑风荷载体型系数,并与现行荷载规范对比,结果显示随着截面宽深比的变化,矩形截面高层建筑风荷载体型系数发生比较显著的变化。在截面宽深比为1．5时,建筑整体体型系数为1．47,超过荷载规范建议值,在建筑结构设计过程中应该引起足够的重视。本文通过回归分析,得出矩形截面高层建筑风荷载体型系数随着其截面宽深比变化的经验公式,可供参考。     

广州塔风荷载及风洞试验研究

广州塔总高600m,塔体外形复杂,基本周期长,对风荷载的响应比较敏感,风荷载成为结构设计的主要控制荷载。针对广州塔的特点,分两阶段进行了风工程研究,第一阶段解决外界风的输入问题,第二阶段解决结构在风荷载作用下的响应问题。风荷载及风洞试验的主要成果可作为类似工程结构设计的参考资料。     

基于风洞试验的双塔楼超高层建筑风荷载与风致响应

当超高层建筑的高度和间距都比较接近的时候,相互的干扰效应对结构的表面风荷载与结构的风致响应都会产生较大影响。基于刚性模型表面测压风洞试验,得到了双塔楼超高层建筑表面各测点的风压时程。在此基础上,通过数据处理,得到结构的三维动力风荷载模型,进而分别采用频域法进行结构动力响应分析。最后,通过分析结构表面风荷载与风致响应,研究了塔楼之间的干扰对结构风荷载的影响以及对结构风致响应的影响,结果表明:当双塔连线与来流方向平行时,三维风荷载和风致响应都会明显增大,干扰效应影响十分明显。     

超高层建筑气动弹性效应双向受迫振动风洞试验研究

通过双向受迫振动风洞试验对高347m的长沙世茂广场模型的气动弹性效应进行研究,模拟结构平面两个轴向的一阶振动,同步测量了振动模型上的表面风压和模型顶部位移。在对振动模型横风向和顺风向的气动弹性力分析基础上,识别了该模型气动阻尼比和气动刚度比,计算并分析了气动弹性效应对结构风致响应和等效风荷载的影响。分析结果表明,在100年重现期风速作用下,该模型气动阻尼比为正值,气动刚度为负,气动刚度相对于结构刚度较小,对结构自振频率影响不大。考虑气动弹性参数后,顶部最大位移响应可减小5%,最高居住层最大加速度响应可减小10%,由等效风荷载计算得到的基底总剪力和基底总弯矩减小1.1%左右。分析表明,双向受迫振动风洞试验是一种有效且有实用前景的超高建筑气动弹性参数识别方法。     

某双塔楼超高层建筑平均风荷载及干扰效应数值模拟研究

采用Realizable k-ε湍流模型对某方形截面双塔楼超高层建筑平均风荷载进行了CFD数值模拟,并对其干扰效应进行了分析。首先,通过将CAARC高层建筑标准模型数值模拟结果与文献结果的对比,验证了本文数值模拟方法及参数的有效性。然后,进行了单体和双塔楼超高层建筑定常绕流数值模拟计算,分析了不同风向角情况下结构表面平均风压和基底气动力的特点,研究了两塔楼间的干扰效应,还通过流场显示对其柳理进行了分析。     

Y形截面超高层建筑风荷载及风效应的干扰效应研究

通过刚性模型同步测压风洞试验,研究周围建筑对Y形建筑风荷载和风效应的干扰影响,分析了全风向峰值正压系数、峰值负压系数、不同风向角下结构顶部加速度及其干扰因子等参数的变化规律。结果表明：干扰效应对全风向最大峰值负压系数影响程度要大于全风向最大峰值正压系数;干扰效应整体上会减少Y形截面超高层建筑全风向最大峰值正压值,增大全风向最大峰值负压绝对值,不利于工程设计,在实际工程时应引起重视;结构顶部最大峰值加速度受干扰效应影响会有所增加,最大峰值加速度为5.28 cm/s2,满足《高层建筑混凝土结构技术规程：JGJ 3—2010》对结构顶点最大加速度的限值要求。     

有大型中庭空间的超高层建筑风荷载试验研究

某超高层建筑高228m,在建筑中部设置大型中庭空间用于建筑的自然通风和采光等。对该建筑进行了风洞模型试验,根据试验结果分析了中庭内风压分布的特点、相关性及概率特征,并对比了有无中庭情况下结构的整体风荷载。结果表明:中庭内风压分布均匀,相关性高,其概率特征可按高斯分布进行处理,中庭的存在对结构整体风荷载没有影响。根据试验结果,并结合规范的分析,给出了中庭内风压的局部体型系数和阵风系数。     

超高层双塔中部联通异型建筑结构风洞试验研究

介绍了某超高层双塔中部联通异型建筑风洞试验方法与数据分析,对该超高层复杂结构的风压分布、风压系数及体型系数进行了研究,得到了可供设计使用的等效静风荷载与楼顶峰值加速度。结果表明,风压在建筑物的中上部及立面拐角区域较大,风吸力（负压）要大于风压力（正压）,整体上南塔（高度较低）风压小于北塔（高度较高）风压,总的等效静力风荷载主要由平均风荷载控制。研究成果可为该类结构抗风设计及相关研究提供参考依据。     

超高层建筑群模型风洞试验研究

本文结合工程实例，针对超高层建筑群的压风分布、高渡系数及风荷载问题，给出了实验方法和试验结果。文中首次提出环境试验（即建筑群体风洞试验），并首次在试验中采用氦气泡技术检测气流流向及旋涡。     

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。     

干煤棚结构风荷载风洞试验研究

以干煤棚网壳结构为研究对象,根据工程设计和试验研究的需要,对干煤棚建筑结构进行了风洞试验。考虑风向角、仰角和堆煤等对干煤棚风载体型系数的影响,经对不同工况下各测点的体型系数分析,得出体型系数的极值。考虑到干煤棚结构形状和不同工况的影响,分别将其表面划分为7段区域和21块区域,得到不同工况下网壳结构表面的分块体型系数,横...     

巨型框架结构风荷载特性的风洞试验研究

通过风洞试验的方法研究了以矩形为基本截面形状的巨型结构风荷载的特性。给出了巨型建筑表面风压分布规律 ,同时对大门厅的内风压分布进行了分析。所得的这些结果对结构的抗风设计有较为重要的指导意义。     

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。     

基于风洞试验的高层建筑钢结构风致加速度研究

对钢结构高层建筑群中的典型狭长形建筑进行了表面风压的风洞模型试验,分别考虑了建筑为单体和群体的情况。利用试验获得的风荷载时程对该高层结构进行风振响应的动力时程分析,并着重对得到的与风致舒适度关联的加速度响应进行分析和讨论,对比群体效应对顺风向、横风向和扭转向峰值加速度的不同影响。结果表明,对于平面为狭长形的住宅钢结构高层建筑,扭转效应引起的风致峰值加速度不容忽略;而群体效应一般对结构的加速度呈增大趋势,而且对横风向及扭转向的增大程度通常大于对顺风向的程度。     

高层建筑附着升降脚手架风荷载的计算(上)

建筑施工附着升降脚手架是适应高层建筑。特别是超高层建筑施工需要的新型脚手架．在使用中确定脚手架的风荷载计算方法是一项首要和迫切的任务。为此，提出系统完整的附着升降脚手架的风荷载计算方法，给出基于风洞实验的附着升降脚手架风载体型系数值表格以及脚手架在爬升阶段和下降阶段的风振系数实用计算公式和相关查用表格，并对附着升降脚手架动力特性的计算进行了讨论．使这种新型脚手架的风荷载计算有了工程上的可操作性。     

上海科技馆主楼模型风洞试验研究

对上海科技馆主楼模型测压风洞试验进行了简要介绍 ,对试验结果进行了分析。风洞试验包括在模拟大气边界层中的动态测压试验和均匀流场中的测压试验     

高层住宅钢结构的风振特性与合理模型研究

以一幢103m高的高层住宅钢结构为案例,通过风洞模型试验和动力时程分析,获得了结构的风振位移和加速度响应.在风振分析中,构建了一种基于柔度概念并由柔度矩阵求逆形成刚度矩阵的结构简化计算模型,并与常用的剪切层模型进行了比较.结果显示,对于百米高的高层住宅钢结构,其风振位移响应虽由顺风向控制,但加速度响应则会转由横风向控制,而扭转向响应也不可忽略;文中建立的简化计算模型与剪切层模型相比更具合理性.     

高层建筑风环境探析

城市高层建筑发展带来了不舒适的风环境问题,通过对高层建筑风环境影响因素的分析和调查研究,提出对高层建筑群不利风环境的相应改进措施。     

对球形穹顶风载取值的探讨

通过对三个球形穹顶风洞试验结果与规范风载系数计算结果的比较,对完善规范风载系数计算公式提出了建议。