大尺度高低跨柱面屋盖的风压系数分区研究

针对大尺度高低跨柱面屋盖体系风压分布变化梯度较大、跨间相互干扰以及此类屋盖风压分区无相关规范可查阅等问题,在得到各种风向下最不利极值风压的基础上,采用K-means聚类的风压系数快速分区方法将高低跨柱面屋盖表面划分为多个区域,并计算了各区域的分区风压系数。同时,在高低跨柱面屋盖风压系数分区研究过程中,对K-means方法的k值取值范围和最佳k值确定方法进行针对性改进。结果表明,高低跨柱面屋盖的边缘属于风敏感部位,而中间部分风压变化较小,因而在进行大尺度平屋盖抗风设计时,采用聚类方法进行风压分区更为合理。     

正六边形超高层建筑横风向气弹效应研究

为研究正六边形超高层建筑横风向风致响应和气动阻尼比,开展了一系列多自由度气弹模型风洞试验。测量模型顶部风致位移和加速度响应,基于随机减量法识别了横风向气动阻尼比。结果表明,在顶角迎风时,正六边形超高层建筑易于出现大幅涡振现象,在立面迎风时没有出现涡振现象。顶角迎风时,横风向气动阻尼比随折算风速增大呈现出“先增大到最大正值、再迅速转为最小负值,再平稳回升到零值附近”完整过程。而立面迎风时,横风向气动阻尼比与折算风速近似呈线性关系。最后,建立横风向气动阻尼比的经验评估公式。相关研究可为正六边形超高层建筑的抗风设计和规范完善提供参考。     

扰流板减小低矮房屋屋面风压试验研究

近年来,我国台风灾害频繁,在历次风灾中,大量村镇低矮房屋倒塌破坏是造成生命财产损失的重要原因。在强风中,屋面是低矮房屋最薄弱部分往往最先发生破坏。目前,提高屋面抗风能力的方法主要是增加屋面本身强度和整体性,但其经济成本较高且抗风效果并不理想。针对上述问题,文中提出一种气动抗风方法,在双坡房屋屋面增设扰流板,通过改变房屋气动性能来降低屋面风压,并围绕这一方法开展了风洞试验研究工作。试验结果表明：扰流板可以有效减小双坡房屋屋面风压,尤其对屋面局部极值风压减小效果显著,最大减小幅度可达49%。山墙处扰流板对屋面风压影响最大,其次是屋檐处的扰流板,屋脊处扰流板对屋面风压无显著影响。相对于扰流板宽度与高度,扰流板角度是对屋面风压影响最为明显的几何因素,屋檐处扰流板角度建议值为0?~30?,山墙处扰流板为10?~30?。综合考虑经济与构造措施等因素,扰流板高度建议值为挑檐高度的1/70~1/12,宽度为房屋长度的1/20。最后,根据实验结果给出了安装扰流板结构屋面风压折减系数和相关的设计建议。     

塔冠对方形超高层建筑顺风向基底弯矩的影响研究

高层建筑顶部塔冠形状多样,其对建筑整体气动力的影响目前尚不明确。为此,利用高频测力天平技术,在大气边界层风场下对19种不同顶部塔冠的方形截面超高层建筑进行了风洞试验,分析塔冠形状对超高层建筑顺风向基底弯矩系数值及顺风向基底弯矩功率谱的影响。讨论坡面变化、顶部开洞、阶梯变化和锥形变化等四大类塔冠形状对结构整体顺风向气动力的影响规律。试验结果表明：将坡面置于迎风侧能够降低顺风向基底弯矩系数值;相同开洞形状和面积时,顶部敞口开洞对降低顺风向基底弯矩平均值的效果优于闭口开洞;斜坡面阶梯塔冠对降低顺风向弯矩系数值的效果优于直坡面阶梯塔冠;上棱椎下棱台的棱椎式塔冠能够大幅减小顺风向基底弯矩系数平均值。塔冠能够改变顺风向基底弯矩功率谱峰值大小,棱锥形塔冠对降低顺风向弯矩功率谱峰值最为明显。     

深圳冠泽金融中心超高层办公塔楼结构设计

深圳冠泽金融中心超高层办公塔楼采用带腰桁架的巨柱框架-核心筒结构体系,针对此稀柱网混合结构体系的结构设计、抗震性能要点进行了归纳总结;提出此类结构体系为了满足规范设计、抗震性能目标C,建议采取如下加强措施:增设带适宜刚度腰桁架的加强层以增强外框架刚度;加强层楼板采用钢梁+钢水平撑+钢筋桁架楼承板以可靠传递加强层外框架与核心筒间的剪力;设置约束型构造钢梁,与墙肢内型钢柱形成墙内约束型钢边框以提高底部、加强层核心筒的延性与整体性;多遇地震作用下,此体系核心筒需承担100%地震剪力。     

榆林榆阳机场T2航站楼结构设计

榆林榆阳机场T2航站楼下部主体结构为钢筋混凝土框架结构,屋盖采用树状柱与V形斜柱支承的张弦拱梁结构.张弦结构对风荷载较为敏感,为保证风荷载取值的准确性,采用风洞试验模型、数值模拟和等效静力风荷载等方法确定屋面风荷载分布及大小,综合分析得出了索内施加预应力的最佳值.对各个风向角风荷载作用下索内力进行分析,计算表明在风向角0°和180°时下弦个别拉索呈现松弛状态,为确保拉索不退出工作,在上弦钢拱梁内灌注水泥砂浆,采用增加配重的方法能有效抵抗风吸力.对复杂铸钢结构节点进行了有限元分析.对超长楼板进行温度作用分析,设置温度钢筋,提高楼板抗裂性能.采用YJK和MIDAS软件建立整体模型进行分析,以研究结构整体受力性能.     

苏州中心超长异形网格屋面设计

苏州中心是目前苏州地区在建的最大商业综合体项目,其超长异形网格屋面投影面积约为35 000m2,覆盖在下部4个独立的建筑单体之上,展开长度约为630m。整个屋面结构不设置伸缩缝或抗震缝,属于超长大跨单层网格结构。不同于传统曲面的三角形网格形式,该项目采用四边形网格,在找形设计时进行了相应曲率控制。设计中采用了多种软件进行了承载力极限状态验算、正常使用极限状态验算、抗震性能设计、稳定分析及抗连续倒塌分析等。设计中还采用数值模拟与风洞试验对比以考虑风作用影响,分析了结构体型系数及风振响应。抗震设计中针对上、下结构阻尼比不同的特点,进行了多点激励与一致激励的对比,分析了结构的地震响应,并依据分析结果指导结构设计。采用的设计方法可供类似异形网格结构设计借鉴。     

厦门高崎国际机场T4航站楼屋盖设计的关键问题研究

厦门高崎国际机场T4航站楼屋盖采用双向平面桁架结构体系,屋面采用双曲面造型的金属屋面系统。以该航站楼工程为背景,分析了屋盖结构体系和金属屋面设计及钢结构计算要点。由于结构的跨度大,风荷载分布形式复杂,为确保结构的安全、合理,针对结构设计中的关键问题,采用模拟建筑物实际体型风洞试验和数值模拟风洞技术,得到屋面荷载的分布和大小,保证风荷载取值的正确性。进而对屋面系统的抗风承载力进行分析和设计优化。研究结果表明该航站楼采用的屋盖结构体系是合理有效的,可为类似工程设计提供参考。     

高层建筑等效风荷载风洞试验研究

分析了某高层建筑的多通道同步测压风洞试验。利用随机振动理论计算了结构等效静力风荷载,分析了风荷载随风向的变化关系,计算了结构顶部峰值加速度响应,对居住者舒适度进行了评价。     

超高层建筑的风振响应及等效静风荷载研究

为避免中国现行《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中所采用的风振系数仅考虑结构的1阶振型,而不考虑周围环境影响对体型不规则超高层建筑结构抗风设计造成的不合理性,采用风洞试验与风振动力响应计算分析相结合的方法,考虑结构不规则的影响以及相邻建筑的气动干扰和横风效应来获得超高层建筑结构抗风设计所需的顺风向和横风向的等效静风荷载和风致动力响应。结果表明：由于周围建筑的干扰,顺风向、横风向的风荷载规律与一般超高层建筑不同,其不利角度也与规范存在差异;所得结论为超高层建筑结构的抗风设计提供了依据和参考。