群體超高層建筑干擾效應研究的幾個關(guān)鍵問題

現(xiàn)代城市中超高層建筑常以群體形式出現(xiàn)。群體建筑的風荷載和響應特性和單體建筑情況有很大的不同。目前，對高層建筑的抗風研究主要集中在單體建筑，各國規(guī)范中更少有群體建筑間干擾效應的條款。開展本項目的研究，對認識建筑群體尾流抖振規(guī)律和干擾機理，以及高層建筑的抗風設計和城市規(guī)劃均具有重要意義。在已有數(shù)年的研究基礎(chǔ)上，本課題將更加深入地研究具有不同截面形狀的兩個和三個超高層建筑之間在不同間距、地貌類型下的結(jié)構(gòu)動力響應荷載和表面風壓分布規(guī)律，采用定量而非定性的方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法對這些規(guī)律進行歸納和總結(jié)。根據(jù)本項目研究總結(jié)出群體超高層建筑間的風干擾規(guī)律，最終期望能給出反映兩個和三個超高層建筑間動力風荷載和表面峰值風壓的干擾效應的建議條款；同時針對問題的高度復雜性，在借助于神經(jīng)網(wǎng)絡建模的基礎(chǔ)上，采用包括Internet技術(shù)在內(nèi)的方法為城市高層建筑的規(guī)劃和抗風設計提供正確的設計理論和快捷的精細分析手段。 2100433B

本書研究采用高頻底座力天平技術(shù)和脈動測壓方法，更為詳細地研究了在不同地貌下不同寬度比和高度比的兩個建筑物間在不同間距下的干擾效應；在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)開展了對三個高層建筑間整體的靜力、動力干擾效應和結(jié)構(gòu)典型位置處的風壓系數(shù)在受擾后的變化規(guī)律的研究。

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“同濟博士論叢”編寫領(lǐng)導小組

“同濟博士論叢”編輯委員會

總序

論叢前言

前言

目錄

第1章 緒論

1.1 研究現(xiàn)狀

1.1.1 干擾問題的產(chǎn)生及歷史回顧

1.1.2 基本干擾機理

1.1.3 干擾影響因素

1.2 已有的相關(guān)規(guī)范條文

1.2.1 ECCS規(guī)范中的有關(guān)內(nèi)容

1.2.2 澳大利亞規(guī)范中的有關(guān)內(nèi)容

1.2.3 ENV規(guī)范中的有關(guān)內(nèi)容

1.2.4 美國ASCE規(guī)范的規(guī)定

1.2.5 我國“建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范”的規(guī)定

1.3 已有工作存在的主要不足

1.4 本書的工作

第2章 相關(guān)的風洞實驗技術(shù)與試驗工況

2.1 主要實驗設備

2.1.1 風洞

2.1.2 主要測試設備

2.2 風洞試驗模擬技術(shù)

2.2.1 邊界層流場特性

2.2.2 流場模擬結(jié)果

2.2.3 相關(guān)的模型試驗技術(shù)

2.2.4 CAARC標模試驗

2.3 試驗工況

2.4 本章小結(jié)

第3章 常規(guī)風洞動態(tài)測試分析的信號畸變分析及修正方法

3.1 概述

3.2 瞬態(tài)脈動風壓測試

3.2.1 基本理論及其試驗驗證

3.2.2 動態(tài)氣動平均原理

3.2.3 測壓管路脈動風壓信號畸變的通用修正算法

3.2.4 測壓管路系統(tǒng)的優(yōu)化設計分析

3.3 模態(tài)力測試

3.3.1 高頻底座測力天平基本原理

3.3.2 廣義力測試的誤差分析

3.3.3 應用

3.4 本章小結(jié)

第4章 群體高層建筑風致干擾試驗分析軟件

4.1 概述

4.2 軟件功能

4.2.1 基本編程策略和流程

4.2.2 基本界面和功能簡介

4.3 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法的試驗數(shù)據(jù)精細化處理

4.3.1 研究意義

4.3.2 基于徑向基函數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡

4.3.3 數(shù)據(jù)的精細化分析

4.4 動畫處理和分析

4.5 其他處理分析方法

4.5.1 回歸分析

4.5.2 映射分析

4.6 本章小結(jié)

第5章 靜力干擾效應

5.1 基本配置的結(jié)果與分析

5.1.1 雙建筑試驗結(jié)果

5.1.2 三建筑試驗結(jié)果分析

5.2 施擾建筑寬度的影響

5.2.1 雙建筑情況

5.2.2 三建筑情況

5.3 施擾建筑高度的影響

5.3.1 雙建筑情況

5.3.2 三建筑配置情況

5.4 群體建筑干擾因子的折減等值分布

5.5 典型測點平均風壓分布特性

5.5.1 雙建筑情況

5.5.2 三建筑情況

5.6 本章小結(jié)

第6章 順風向動力干擾效應

6.1 基本配置的結(jié)果與分析

6.1.1 和現(xiàn)有結(jié)果的比較以及雙建筑配置的結(jié)果

6.1.2 三建筑配置

6.1.3 基本配置干擾因子的包絡分析

6.2 施擾建筑寬度的影響

6.2.1 雙建筑配置

6.2.2 三建筑配置

6.3 施擾建筑高度的影響

6.3.1 雙建筑配置

6.3.2 三建筑配置

6.4 移動網(wǎng)格步長的影響

6.5 關(guān)于折算風速的選取范圍

6.6 本章小結(jié)

第7章 橫風向動力干擾效應

7.1 基本建筑配置的結(jié)果與分析

7.1.1 和現(xiàn)有結(jié)果的比較以及雙建筑配置的結(jié)果

7.1.2 三建筑配置試驗結(jié)果分析

7.1.3 基本配置干擾因子的包絡分析

7.2 施擾建筑寬度的影響

7.2.1 雙建筑情況

7.2.2 三建筑配置情況

7.3 施擾建筑高度的影響

7.3.1 雙建筑情況

7.3.2 三建筑情況

7.4 本章小結(jié)

第8章 局部脈動風壓分布特性

8.1 基本配置的結(jié)果與分析

8.1.1 雙建筑配置的結(jié)果

8.1.2 三建筑試驗結(jié)果分析

8.2 施擾建筑寬度的影響

8.2.1 雙建筑配置情況

8.2.2 三建筑配置情況

8.3 施擾建筑高度的影響

8.3.1 雙建筑配置

8.3.2 三建筑配置情況

8.4 干擾機理分析

8.4.1 頂部繞流干擾

8.4.2 側(cè)向繞流干擾

8.5 本章小結(jié)

第9章 可供實際應用參考的主要條款

9.1 靜力干擾效應

9.1.1 兩個建筑間的干擾效應

9.1.2 三個建筑間的干擾效應

9.1.3 靜力狹管效應

9.1.4 施擾建筑大小和高度的影響

9.2 順風向動力干擾效應

9.2.1 基本成因和分析判據(jù)

9.2.2 基本配置情況

9.2.3 施擾建筑截面寬度的影響和尾流渦激共振的臨界風速

9.2.4 施擾建筑高度的影響

9.2.5 地貌粗糙度的影響

9.3 橫風向動力干擾效應

9.3.1 基本成因和渦激共振判據(jù)

9.3.2 基本配置情況

9.3.3 施擾建筑截面寬度的影響

9.3.4 施擾建筑高度的影響

9.3.5 地貌粗糙度的影響

9.4 結(jié)構(gòu)表面的脈動風壓

9.4.1 基本配置情況

9.4.2 截面尺寸的影響

9.4.3 高度影響

9.4.4 地貌影響

9.5 本章小結(jié)

第10章 結(jié)論與展望

10.1 研究總結(jié)

10.1.1 本書的創(chuàng)新性工作

10.1.2 應該澄清的已有研究中的一些片面結(jié)論

10.1.3 主要結(jié)論

10.2 展望

參考文獻

后記

封底 2100433B

在基金項目（51078146）支持下對超高層建筑風效應的若干關(guān)鍵問題開展系統(tǒng)性研究，研究包括以下方面：1). 在邊界層風洞中對正方形平面沿高度方向逐漸收縮的楔形外形超高層建筑進行一系列細致的風洞試驗，分析其氣動荷載和峰值響應特征，研究切角以及局部氣動措施(LAS)對結(jié)構(gòu)氣動荷載和響應的影響；2). 在對廣州西塔(GWT)、深圳京基100(KK100)和天津高銀117大樓(TJ 117)的氣動荷載特性進行細致對比的基礎(chǔ)上，采用LAS對其風振響應和風致荷載進行控制并與調(diào)制阻尼器(TMD)方法的結(jié)果進行對比；3). 對KK100實施了系列的全氣動彈性模型試驗，識別該建筑的氣動阻尼特性，進行了基于TMD的風振控制試驗；4). 完成另外3棟超高層建筑天津周大福濱海中心(530m)、華潤深圳灣總部大樓(高400m)和長沙天空之城(838m)的風洞試驗研究。項目的主要貢獻在于以下幾個方面： 通過大量的風洞試驗和細致的分析揭示了氣動抗風措施的減振機理，總結(jié)出LAS的局限性和適應性，明確影響超高建筑橫風效應的外形因素，推薦采取LAS位置的取值建議；發(fā)現(xiàn)采用LAS在GWT上可以得到接近TMD方法的減振效果，相比TMD實施所需要的高成本，LAS是一種較為為經(jīng)濟易行的方法。此外，提出一種基于諧波激勵法(HEM)的超大結(jié)構(gòu)在多TMD在風作用響應的快速算法；研制可用于超高層建筑氣動彈性試驗的數(shù)字化氣彈天平(DAEB)，它具有模型結(jié)構(gòu)阻尼和剛度數(shù)字化可控、結(jié)構(gòu)質(zhì)量配置簡單等創(chuàng)新點。DAEB已初步用于天空之城的氣動彈性試驗。 迄今為止發(fā)表論文8篇，2篇論文已錄用。 2100433B