矩形建筑双幕墙结构风压脉动的非高斯性及峰值因子

借助刚性模型风洞动态同步测压试验,对矩形建筑双幕墙的内幕墙和外幕墙的脉动风压的非高斯统计特性进行了研究.根据测点风压时程及其概率密度分布,并基于测点风压的第三、四阶矩统计量对风压的非高斯特性进行描述,结合峰值因子的取值,给出划分高斯和非高斯区域的标准,在此基础上对矩形建筑双幕墙的内幕墙和外幕墙进行了分区.分析表明:矩形建筑双幕墙的风压脉动为非高斯性的区域主要为内幕墙的拐角分离流区域,而外幕墙由于内外压平衡的原因,其拐角区域的风压脉动特征则基本符合高斯性,在幕墙结构设计时,应提高非高斯区域的风压峰值因子的取值.     

绿植对高层建筑风压非高斯特性影响分析

第四代建筑的阳台上覆盖了大量绿植,其气动外形发生明显改变,来流受到绿植的扰动使得建筑表面风压变化更复杂。为探究绿植对高层建筑风压非高斯特性的影响,通过刚性模型测压试验,对不同覆植面积下建筑外立面极值风压和标准化风压系数的概率分布进行分析,给出了非高斯风压的经验判断标准和分布特征,揭示了绿植对建筑外立面极值风压的影响规律。分析结果表明:绿植的存在改变了来流在建筑迎风面分离点位置,使得边缘测点由非高斯性转化为高斯性,侧风面风压均表现出非高斯性,受绿植影响较小;窄面上的极值风压受绿植影响较小,而布置在相对较宽外立面上的绿植对该区域流场影响更大,不同绿化率作用下极值风压降低作用更明显;绿植对建筑极值风压的降低作用随覆植面积的增加先增大后减小,覆植面积为13.5%时风荷载降低作用最大。研究结果可为类似结构抗风设计提供参考。     

大跨平屋盖表面非高斯风压峰值因子的研究

推导了一种计算非高斯风压时程峰值因子的解析方法。该方法利用Hermite矩模型将非高斯过程表示为标准高斯过程的表达式,并利用该表达式通过高斯过程的峰值因子最终推导出非高斯风压时程峰值因子的表达式。同时将该方法的计算结果与用极值概率分布计算的结果进行了对比,结果显示出该方法具有较好的计算效果。     

大深宽比矩形高层建筑表面脉动风压非高斯特性

为探究大深宽比矩形高层建筑表面脉动风压的非高斯特性,本文对深宽比为1/9~9的矩形高层建筑进行了同步测压风洞试验。基于试验结果,分析了建筑表面风压的三阶和四阶统计矩分布特性,对高层建筑各立面风压进行高斯与非高斯分布的分区;研究了风压的空间相关系数与非高斯性强度的关系,提出了一种新的估算建筑侧风面平均再附长度的计算方法。结果表明:在建筑侧风面上,脉动风压服从高斯还是非高斯分布取决于测点到迎风前缘的距离;除了以往文献指出的迎风面角部、侧风面分离区和背风面风压呈现非高斯性外,再附区后面的风压也呈现出高度的非高斯性;本文提出的相关系数法在计算平均再附长度时具有良好的准确性,利用该方法获得了矩形高层建筑侧风面的平均再附长度沿高度的变化呈抛物线形状。     

动态风压极值分析中峰值因子取值的探讨

针对传统风压极值估计方法存在的缺陷,提出了适用于单个样本随机过程的极值估计法—全概率逼近法。通过对某多塔组合冷却塔风洞测压试验结果进行分析表明,全概率逼近法避开了对随机过程的高斯分布假定,对于呈现明显非高斯分布的随机过程,相比传统的极值估计方法能得到较好的结果;由于群塔和周边建筑的干扰效应,壳体表面不同区域其脉动风压变化幅度不同,可以通过采用不同的峰值因子来考虑其脉动风效应影响。     

典型双坡低矮建筑屋面局部风压非高斯特性研究

针对坡角为18.4°的典型双坡低矮建筑屋面局部风压非高斯特性,在A、B、C 3类地貌下展开了风洞试验研究。主要研究了典型测点风压系数时程概率密度的分布特征,分析了不同地貌类别和不同风向角下风压非高斯区的分布规律,探讨了风压非高斯特性与屋面流场的关系。结果表明:斜风向下,相比Gaussian分布和Lognormal分布,GEV分布和Gamma分布能更好地拟合屋面易损区的风压系数概率分布,但当偏度与峰度较大时,对长拖尾区域的拟合效果较差;地貌类别和风向角对低矮建筑屋面风压非高斯区分布影响显著,斜风向下风压高斯区沿来流方向分成三股区域,且随着地貌类别变化而沿来流方向移动;屋面风压非高斯特性与风压空间互相关性系数呈正相关。     

超高层建筑脉动风压的非高斯特性

对带切角的菱形超高层建筑进行风洞试验,将试验得到的风压时程数据进行时域、幅域信息分析,研究该类体形超高层建筑表面风压的非高斯分布特性.基于在各风向角下风压系数的3阶、4阶矩统计量,对高层建筑各立面风压进行高斯与非高斯分布的分区,发现侧面的前缘气流分离区、背风面以及迎风面切角区域的脉动风压存在显著的非高斯特性.对高斯区和非高斯区设计风压系数的峰值因子取值问题和估算方法进行讨论,发现在实际应用中对非高斯区的峰值因子取值偏小.     

武汉证劵大厦表面风压风洞试验与现场实测研究

超高层建筑风压特性的风洞试验研究已经取得了丰富成果,风场特性的实测研究也常有报道,但将二者结合起来(即进行风压实测)的相关成果却相对匮乏,尤其是内陆良态风作用下的超高层建筑风压实测则更为少有。为此,在武汉国际证券大厦表面风压风洞试验的基础上进行了建筑表面风压的现场实测,并对其进行了对比分析。结果表明,超高层建筑表面平均风压系数风洞试验结果和实测结果变化规律基本一致,尤其是迎风面平均风压系数风洞试验结果和实测结果吻合较好,均方根风压系数的实测结果比风洞试验结果明显偏大,且部分实测测点均方根风压系数的波动较大,风洞风速谱较实测风速谱的能量分布偏向于高频段,风洞风压谱较实测风压谱能量分布范围更宽,且高频段能量占优。     

竖向肋条对高层建筑局部覆面风压的影响

为探究竖向肋条对高层建筑局部风压的影响,采用风洞试验方法研究不同肋条布置情况下高层建筑平均风压和脉动风压的分布特性,分析功率谱和POD模态的变化,探究竖向肋条布置后的风压非高斯性分布变化,最后给出不同工况极值风压系数。结果表明：肋条布置后迎风面的平均风压、脉动风压和极值风压均没有差异;而侧面肋条分界线上的前缘区域负压平均值、脉动值和极值风压有所增大,其余区域负压均减小;由POD可知对风场能量贡献最大为横风向气动力,肋条的布置使得一阶主坐标功率谱峰值降低,肋条分界线上的前缘区域位置的模态值增大较多;肋条布置后侧风面的非高斯性测点个数减少,背风面没有明显变化。其中半布和满布工况对局部风压特性造成的差异相差不大,说明中部的肋条对局部风压影响较小。     

矩形超高层建筑扭转风振响应的风洞试验研究

为了研究Sc数以及偏心对矩形超高层建筑扭转风振响应的影响,对4个矩形高层建筑模型,通过扭转摆式气弹模型风洞试验测试得到在不同实验风速和Sc数情况的结构角点位移时程。进而讨论了结构扭转向角位移均方根随着各参数的变化规律,分析了结构扭转风振响应机理,为矩形截面超高层建筑的扭转抗风设计提供参考。     

重庆英利大厦表面风荷载研究

针对高耸建筑物风荷载分布特征的复杂性,在北京大学环境学院国家重点实验室2号环境风洞中,对缩尺比为1：300的英利大厦模型进行了试验研究。用本文提出的试验数据处理方法对该试验结果进行分析、计算,得到了该建筑物的风振系数和体型系数,给出了建筑物表面最大和最小（吸力）风荷载值,为其结构抗风设计提供了依据,以确保该建筑物在100年重现期风速下的安全性和稳定性。     

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。     

重庆某高层建筑动力风荷载试验研究

风荷载是高层建筑的控制荷载。抗风设计中必须准确得到风荷载引起的结构整体静、动态力与力矩。为此制作了一轻质刚性缩尺模型,采用高频动态天平技术在大气边界层风洞中进行测力试验,给出高220m的重庆某大夏在不同风向条件下结构总体承受的气动力与力矩系数,从而为大厦主建筑工程的结构抗风设计提供了依据。     

巨型高层开洞建筑刚性模型风洞试验研究

用缩尺比为1：300的刚性模型对巨型高层开洞建筑进行了风洞测压试验,研究了C类场地、16个来流风向条件下,模型各表面(包括洞口内部)的风压分布特性等,并确定了结构总体风荷载及最不利风向角．结果表明：洞口的设置减小了建筑物所受的总体平均风荷载,但并非洞口越大减小风荷载越多．在建筑物上部开洞,对减小基础所受弯矩非常有利,而在中上部开洞则对减小总体平均风荷载更为有效,并且当风向与开洞方向平行时基础所受的总平均风荷载最小．风荷载沿建筑高度的变化并非按规范中的规律分布,而是中上部大、两端小.     

不规则外型高耸建筑物的体型系数研究

对于外型不规则的高耸建筑结构,特别是存在相邻建筑物干扰时,其体型系数值将会发生显著变化,导致所得到的风荷载误差很大。为了研究这一问题,在北京大学环境学院国家重点实验室2号环境风洞中,对缩尺比为1：300的英利大厦模型进行了风洞试验,获得了作用于该建筑物上的静、动态风压,通过对试验结果进行分析、计算,直接求出了该建筑物的体型系数值。     

高层建筑周围行人高度风环境试验研究

通过缩尺比为1∶300的模型风洞试验,研究了在16个来流风向下某高层建筑建成前后周围的风环境的变化,结合当地的气象风速资料,分析了建筑物周围26个位置的行人高度风环境在坐、站、行三种情况下的舒适性状况,并根据试验结果提出了改善局部风环境的建议和措施.     

雷达对空情报精度分析的偏峰数学模型

为了研究雷达对空情报的探测误差精度以及不同体制雷达之间探测误差,利用概率论数理统计的参数估计与偏度、峰度检验法的有关假设检验理论,建立了雷达对空目标监视情报精度检验数学模型.运用该模型对雷达情报的探测误差精度进行了正态性检验分析,并利用最大似然估计法得到了X型雷达与Y型雷达的距离误差随机变量D1和D2分别服从正态分布,即：D1~N 199.98,19.992）,D2~N 190,14.902.这一结论将对雷达保障引导中选取主站的雷达情报作为上报的决策起指导作用.     

邻近高耸建筑对小区风环境的影响试验研究

风环境是评价人居生活质量好坏的重要指标,随着国民经济的快速发展,越来越多的高耸楼宇应运而生,这些楼宇会较大程度地改变已有小区的风环境,给小区居民正常生活带来困扰,而当前对该问题的针对性研究还十分匮乏。以长沙通用时代国际社区为研究背景,利用大尺度风洞（10 m×3 m×21 m）对新增高耸建筑后的小区风环境进行了全方位、多工况试验研究,并基于超越概率法对有无新增高耸建筑小区风环境舒适度与危险度进行定量评估。结果表明：城市小区平均风剖面与湍流度剖面指数值要远高于规范值,表明城市小区具有较大的地表粗糙度。新增高耸建筑会显著改变其邻近区域风环境,如高耸建筑对通用时代小区100、200、300 m范围内平均风速分别造成了25%、6%和2%的加速作用,在增加高耸建筑后小区风环境舒适度与危险度超越概率最大值分别增加了2倍和6倍。