带凹角矩形截面高层建筑风荷载体型系数研究

采用CFD技术,对典型带凹角矩形截面高层建筑在群体建筑干扰环境下的平均风荷载进行数值模拟研究。首先对CAARC标准模型进行了数值模拟,以验证本文计算方法及参数设置等的合理性。然后基于两个风向角下的数值模拟结果,分析了该建筑物主塔楼表面上各区域体型系数的分布特征,并与我国荷载规范和文献中风洞试验给出的值进行了比较;同时,还计算了顺风向风荷载。研究发现,迎风侧凹角处的体型系数会出现较大的负值,与规范取值差别较大,这也将使得计算出的结构顺风向风荷载明显降低,造成该结果的主要原因是在迎风侧凹角处产生了较强烈的分离流和漩涡。除了气动外形以外,周边建筑的干扰也会对体型系数分布造成不可忽视的影响。     

装饰条干扰下超高层建筑表面风压系数及风荷载体型系数研究

为解决因幕墙装饰条对超高层建筑外表面风压分布造成干扰使其分布不均衡导致的装饰条掉落问题,基于Davenport脉动风速功率谱及拟合函数、LES湍流模型和《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)的推荐计算公式,利用计算流体动力学方法对装配不同型号装饰条的超高层建筑进行三维风场流体模拟。研究了超高层建筑及装饰条自身表面的风压分布特征和装饰条风荷载体型系数随其横截面体型特征及布置间距变化的规律。结果表明：超高层建筑外表面平直区域风压极值增高,拐角过渡区域风压极值降低,配置装饰条能够改善建筑表面拐角区域风压突变现象;当装饰条横截面为矩形时,其正侧表面的风荷载体型系数随截面高度增大而增大,横截面为梯形时,其侧表面的风荷载体型系数随下底的减小而减小,风荷载体型系数随装饰条间距变化的趋势不明显。     

超高层建筑的风荷载及风洞试验研究

风荷载是高层建筑的主要侧向荷载之一,鉴于越来越多的国外工程设计的要求,了解并掌握国际常用规范中风荷载的计算分析相关规定非常重要。结合超高层混合结构科威特中央银行总部大楼,对美国规范风荷载的相关规定及本工程的风洞试验进行介绍和研究,对类似工程的风荷载分析有一定的参考作用。     

高层建筑风载体型系数的试验初探

介绍了建筑物动态风压风洞试验的方法和结果,探讨了利用试验获得的风压系数求解高层建筑风荷载和风载体型系数的过程和方法,并经工程实例验证准确可行,有助于建筑设计与施工人员利用动态风压风洞试验结果较为方便地计算高层建筑整体结构风荷载。     

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。     

超高层双塔建筑体型系数风洞试验研究

文章以北京东直门交通枢纽暨东华国际广场商务区项目双塔写字楼为研究背景,对该双塔结构的体型系数进行了风洞试验研究。根据试验结果进行了后处理,给出了双塔结构的不同部位的体型系数,和依据国家建筑结构荷载规范给出了东华广场项目关心建筑物表面的50年及100年重现期的最大、最小风荷载。最后根据试验结果给出了相关设计建议,能够为双塔结构玻璃幕墙以及围护结构设计提供指导,并对类似工程有一定的借鉴作用。     

盐城体育馆风荷载体型系数及风振系数的试验分析

为分析风荷载对盐城体育馆网壳结构的影响,提出了测压模型风洞试验的方法。将体育馆整体结构分为典型特征12块,通过试验得到不同风向角下各结构分块的体型系数,并采用风振响应数值分析得到了各分块各风向角下的风振系数。结合建筑结构荷载规范,考虑风振系数后的风荷载可用于建筑结构设计。     

大跨度雨棚风荷载体型系数数值模拟分析

以某大跨度铁路客运站雨棚为研究对象,基于CFD数值模拟方法,利用RNG湍流模型对大跨度雨棚进行数值模拟分析.数值模拟对控制方程进行离散时使用有限体积法和对控制方程进行求解时采用双精度分离式求解器,利用流场速度-压力耦合采用Coupled算法,来有效提高非结构网格的计算精度.对不同风向角度下的大跨度雨棚模型进行数值模拟分...     

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。     

某高层多塔连体结构风荷载体型系数研究

以珠海某高层多塔连体结构工程为例,研究高位连接复杂多塔结构表面的风压特征与体型系数分布,为此类结构的抗风设计提供计算依据,保障结构安全。采用CFD方法对高层多塔连体结构及周围干扰建筑进行数值风洞模拟,分析不同风向角工况下结构主表面及局部构造处的体形系数,并与物理风洞试验结果以及规范值进行比较。结构迎风面的体型系数一般呈现中间大两边小的分布,多塔楼之间存在互相干扰作用;裙房处可能存在体型系数绝对值较大的情况,斜向气流在相邻表面易形成较大风压;相比于物理风洞试验结果,数值风洞模拟的结果与荷载规范值更为接近,且分布相对更为均匀;不规则高位连接体凹面处会产生较大的体型系数,但对整体结构的体型系数影响有限。在抗风设计过程中,多塔楼间的干扰作用及不规则高位连接体的影响应予以考虑。     

遮挡条件下超高层建筑风洞试验研究

基于同步测压试验,对某超高层结构在考虑周边建筑与不考虑周边建筑两种遮挡条件进行风洞试验,研究其体型系数,并以此作为结构设计的参考。结果表明：无周边建筑时,风荷载分布符合钝体结构表面风荷载分布规律;有周边建筑时,结构表面局部体型系数正峰值与无周边建筑干扰时相比普遍略小;通过各层局部体型系数积分得到的整体体系系数比规范规定的略小。     

艺术墙风荷载体型系数分布规律分析

河南艺术中心为建筑体型独特的集群建筑,风荷载对各单体建筑相互干扰的群体效应明显;艺术墙位于建筑群体中央,其独特的喇叭口造型产生聚风效应。依据风洞试验结果,重点对艺术墙典型部位的风荷载体型系数进行归纳对比分析,总结群体效应中遮挡、峡谷效应、漩涡作用对体型系数的影响规律,为类似工程提供参考。     

广州新白云国际机场机库风荷载体型系数研究

广州新白云国际机场机库(GAM ECO机库)是目前世界上规模最大的机库之一,抗风设计是其结构设计一项重要内容.本文通过对该机库风洞试验的结果分析,介绍了在不同工况、不同风向角下机库屋盖上、下表面和墙体内、外表面的风压分布特点以及考虑阵风影响的风压峰值情况,给出了根据风洞试验得出机库的风荷载体型系数,并进行进一步的探讨,为大型机库抗风设计提供了依据.     

超高层建筑表面风荷载数值模拟研究

该文通过计算流体力学数值模拟技术对某超高层建筑进行了表面风荷载分布的数值模拟。结果表明：由于漩涡脱落,在结构侧面边缘出现了较强烈的负压区;在周边建筑干扰高度范围内,结构表面风压分布较混乱,结构在干扰高度以上部分风压分布比较规律;局部部位的设计风压应参考各风向角下风压峰值。     

粤港澳规范建筑风荷载体型相关系数对比分析

粤港澳大湾区地处中国东南沿海,具有台风多发的特点,抗风减灾是该地区工程结构设计需要重点考虑的因素之一.针对三地建筑荷载规范中体型相关系数的差异进行对比分析,详细介绍其取值方法及其理论背景,并且以矩形截面和2种典型异形截面建筑为例,考察三地规范体型相关系数计算参数的差异及其影响规律.结果 表明:粤港澳规范风荷载计算均以乘...     

广州西塔幕墙风压试验研究

针对广州西塔项目进行了同步压力测试试验,研究和分析了广州西塔的平均风压和极值风压分布规律。利用气象资料对幕墙风压进行修正,明显降低了西塔结构中上部的风压值,提供了更为科学合理的结构风荷载数据,同时也保证结构设计的安全性和经济性。通过截面体型系数的比较,可以看到西塔截面的体型系数和圆截面的体型系数具有一定的相似性。相关的研究结果可供结构工程师参考。     

关于脚手架风荷载体型系数中挡风系数的计算

连墙件是保证架体整体稳定,防治架体顷覆,抵抗架体变形,抵抗水平荷载的重要措施。在计算连墙件的过程中,我们不可避免的要对架体进行风载计算,脚手架风荷载体型系数中挡风系数究竟如何计算,对于我们在施工中实际遇到的情况和与之相关的有关标准还没有一个非常系统的计算规定。为了解答这个问题,正确计算出连墙件轴向力设计值,本文将就此内容进行详细的探讨和阐述。     

矩形超高层建筑归一化横风向脉动风荷载谱模型

为研究超高层建筑横风向脉动风荷载谱特性,在B、D两类紊流风场中开展了不同长宽比矩形刚性模型测压试验。结果表明：横风向脉动风荷载特性主要受紊流风场、气动外形和旋涡脱落等因素影响,矩形柱截面的长宽比变化将影响功率谱幅值及能量分布。当矩形柱截面长宽比小于3时,横风向脉动风荷载谱特性主要受旋涡脱落控制,但当长宽比超过3后,矩形柱侧面分离再附流动的影响逐渐加强,具体表现在：功率谱峰值减小、带宽增大及高频区出现较小谱峰。根据风洞试验结果和矩形柱横风向脉动风荷载谱特性,提出了归一化横风向脉动风荷载谱模型,该经验公式物理意义明确、形式简洁,有一定的工程参考意义。     

大跨度干煤棚结构表面体型系数试验研究

以浙江华能玉环电厂干煤棚工程项目为背景,根据工程设计和实验研究的需要,对干煤棚这种建筑结构进行了风洞试验.考虑到干煤棚形状和多种流动性态的影响,分别将其表面划分为五块区域和三十五块区域,得到不同工况下干煤棚表面的分块体型系数.同时还比较了A、B两种风场对于干煤棚表面风荷载体型系数的影响.     

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。