基于现场实测的圆截面结构升力系数和斯托罗哈数研究

为了研究圆截面细柔结构在高雷诺数下的升力系数和斯托罗哈数，对一座210 m高的混凝土烟囱进行了风压、风速现场实测。在该实测数据的基础上，统计总结已有现场实测结果，研究不同实测结果差异显著的原因，分析不同雷诺数和湍流度下升力系数和斯托罗哈数等参数的变化规律，建立了升力系数计算式。研究结果表明，在跨临界雷诺数范围内，湍流度引起的升力系数在数值上近似是纵向湍流度的40%,漩涡脱落升力系数随着雷诺数的增大依次呈稳定、增大、减小再稳定的变化趋势，而斯托罗哈数主要集中在0.22附近，不随雷诺数和湍流度变化。     

高压输电塔线体系抗风设计风洞试验研究

为研究高压输电塔线体系的合理化抗风设计,进行了气动弹性模型风洞试验。模型分设置附加横隔的塔线体系和按现行规范设计的无附加横隔的塔线体系,测定了在紊流风场中的风振响应。在风洞试验中观测到了输电塔架的风致破坏,破坏特征与实际线路中输电塔架的破坏相似。试验结果表明,输电塔线体系的风致振动具有较强的空间耦合非线性振动特点,导地线与绝缘子的振动对输电塔的影响不容忽视;输电塔结构的风振计算中应考虑多阶振型的影响,随风速增加,高阶振型的贡献增大;输电塔结构的风致破坏具有动力失稳的特征,设置附加横隔面可提高结构的抗风能力。     

基于内力的高层建筑顺风向等效静力荷载研究

该文应用振型加速度法求解高层建筑的顺风向风致随机内力响应,得到以恢复力表示的包含拟静力项和惯性力项的内力解。在此基础上提出了基于风致内力的等效静力荷载及简化分布公式。考察了目前国内外多种等效静力荷载方法的有效性,最后通过数值算例的比较说明该方法具有适用范围广、精度高、收敛快的特点。     

有锥度圆截面高耸结构的横风向响应简化计算

针对目前国外有锥度圆截面高耸结构横风向响应计算的复杂性和国内在此方面研究的不足,根据随机振动理论以及B.J.Vickery提出的横风向力谱,推导了计算有锥度圆截面高耸结构最大横风向响应的简化公式.在应用于工程计算方面,简化方法和基于随机振动理论的标准方法有着很好的一致性,而B.J.Vickery近似方法的预测值偏小.     

考虑二阶振型的高层建筑顺风向风振响应简化计算

为评估高层建筑风振的舒适度,应建立简单实用的结构风振响应计算方法。而我国GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》的高层建筑顺风向风振响应简化计算方法没有考虑二阶振型的贡献。基于准定常理论,采用频域法进行了考虑二阶振型贡献的高层建筑顺风向风致响应评估,并分析了二阶振型对结构风致响应的贡献。结果表明：二阶振型对高层建筑顺风向动力位移响应的贡献一般在2%以内,但对顺风向动力加速度响应的贡献最大能达到18%。在评估结构顺风向风振加速度响应时,二阶振型的贡献不能忽略。在此基础上,推导了考虑二阶振型的对称等截面高层建筑顺风向风振响应简化计算方法。将此简化方法得到的结果与频域法和规范公式得到的结果进行对比,其误差在5%以内,表明简化公式具有较好的精度和适用性。     

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。     

国内外规范圆截面高耸结构横风向等效风荷载取值对比研究

圆截面高耸结构（烟囱）因涡激共振而发生破坏或损坏的例子屡见不鲜,显示现存各种荷载规范对圆截面高耸结构横风向设计荷载考虑不足。本文简要介绍了中国、日本、加拿大、欧洲等四种规范关于圆截面高耸结构横风向等效风荷载的计算方法,并结合-200m的高烟囱实例分析了四种规范计算结果的差异。研究表明,比较四种规范,中国规范偏不安全,我国圆截面高耸结构横风向涡振等效风荷载规范方法亟待完善。     

高层建筑与高耸结构抗风可靠性分析综述

本文简要介绍高层建筑和高耸结构抗风可靠性分析的概况，结构在风荷载作用下的失效形式和安全界限，几种主要的抗风可靠性分析方法和有待研究的几个问题。     

可调液体—质量阻尼器对高层建筑侧移—扭转风振响应的控制

本文提出用可调液体－质量阻尼器控制高层建筑侧移与扭转风振响应的设计与计算方法，分析结果表明，被动可调液体－质量阻尼器能够有交地减小高层建筑的三维耦联风振响应，是一种有实用价值的结构控制装置。