非傳統(tǒng)形體超高層建筑近地流場特性及風(fēng)環(huán)境評估準則

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本項目旨在通過系統(tǒng)的風(fēng)洞試驗和數(shù)值模擬，構(gòu)建非傳統(tǒng)形體超高層建筑近地風(fēng)環(huán)境的科學(xué)評價體系。為此，通過改進PIV技術(shù)在近壁面流場的測量精度，發(fā)展適用于近地流場測量的物理實驗技術(shù)；通過研究湍流模型和邊界條件等數(shù)值計算要素對流場預(yù)測精度的影響，開發(fā)高效的數(shù)值模擬算法；綜合采用風(fēng)洞試驗和數(shù)值模擬，揭示非傳統(tǒng)體型高層建筑單體近地流場分布規(guī)律和繞流機理；識別影響密集建筑群近地流場分布的關(guān)鍵參數(shù)，揭示各類干擾現(xiàn)象的物理成因，實現(xiàn)對干擾效應(yīng)的定量評估；提出考慮密集群體效應(yīng)的行人風(fēng)環(huán)境舒適度和安全度評估準則；分析超高層建筑對鄰近低矮建筑表面風(fēng)壓的影響規(guī)律，研究脈動風(fēng)壓極值的產(chǎn)生機理，提出超高層建筑周圍低矮建筑的設(shè)計用干擾因子。

資產(chǎn)評估準則——評估程序

高層建筑的橫風(fēng)向響應(yīng)及荷載非常復(fù)雜，它來源于來流紊流、尾流和氣動反饋三個方面的激勵。雖然研究人員關(guān)注這一問題已有二十多年，但迄今為止仍然沒有形成成熟的理論和分析方法，在很多國家的規(guī)范中尚無相關(guān)的規(guī)定。我國《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》給出的橫風(fēng)向荷載僅僅適用于煙囪等細長圓形結(jié)構(gòu)。本項目對復(fù)雜形體超高層建筑橫風(fēng)向響應(yīng)及荷載研究中的幾個重要基礎(chǔ)性問題開展研究。利用高頻天平測力風(fēng)洞試驗測量復(fù)雜形體超高層建筑剛性模型的橫風(fēng)向氣動力，研究橫風(fēng)向氣動力的產(chǎn)生機理，分析結(jié)構(gòu)外形的復(fù)雜變化對橫風(fēng)向氣動力的影響，并導(dǎo)出相應(yīng)的公式；對復(fù)雜形體超高層建筑進行氣動彈性模型測振風(fēng)洞試驗，用隨機子空間方法識別橫風(fēng)向氣動阻尼，分析氣動阻尼的成因和各因素的影響規(guī)律，并表達成數(shù)學(xué)公式；最后基于橫風(fēng)向氣動力和氣動阻尼的研究成果，建立復(fù)雜形體超高層建筑的等效靜力風(fēng)荷載的計算方法，為這類建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供理論基礎(chǔ)。 2100433B