建筑對(duì)低矮建筑平屋面風(fēng)荷載的干擾因子

通過l形平面低矮房屋在同濟(jì)大學(xué)tj-2風(fēng)洞進(jìn)行的剛性模型測(cè)壓試驗(yàn),首先對(duì)其屋面的風(fēng)壓時(shí)程概率分布進(jìn)行了討論,試驗(yàn)結(jié)果表明,屋面大部分區(qū)域的風(fēng)壓時(shí)程偏度較大,概率分布與三參數(shù)gamma分布較為吻合,其極值的估算更適合用"sadek-simiu法",且相比而言,傳統(tǒng)的高斯方法偏于不安全.繼而對(duì)翼長(zhǎng)、坡度及組合屋面形式對(duì)屋面風(fēng)荷載特性的影響進(jìn)行了研究,試驗(yàn)結(jié)果顯示,翼長(zhǎng)的增加,坡度的減小均會(huì)加劇屋面的平均負(fù)壓和最不利負(fù)壓;而屋面由兩雙坡組合變?yōu)殡p坡、四坡組合后,屋面的平均負(fù)壓和最不利負(fù)壓都有大幅度的減小,從而得出雙坡、四坡組合屋面的l形平面房屋比兩雙坡組合屋面更有利于抗風(fēng)的結(jié)論.

以上海陸家嘴地區(qū)的環(huán)球金融中心為研究對(duì)象,根據(jù)剛性模型測(cè)壓風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果,研究在周邊建筑干擾下,超高層建筑的表面風(fēng)壓系數(shù)和各層風(fēng)力系數(shù)的幅值特征。研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)密集建筑群位于環(huán)球金融中心上游時(shí),會(huì)使其下部被遮擋面的正壓力均值減小,甚至可能變成負(fù)壓力,而對(duì)壓力根方差的影響比較復(fù)雜,有可能使其增大2～3倍,也有可能使其減小;當(dāng)金茂大廈位于環(huán)球金融中心上游時(shí),會(huì)使其被遮擋面的正壓力均值減小,甚至可能變成負(fù)壓力(絕對(duì)值有可能會(huì)增大1倍),也可能使其被遮擋面的壓力根方差增大1～2倍;當(dāng)金茂大廈和周邊密集建筑群位于環(huán)球金融中心的下游時(shí),風(fēng)壓幅值的干擾效果不太明顯;當(dāng)金茂大廈位于環(huán)球金融中心上游時(shí),對(duì)其中下部各層風(fēng)力系數(shù)幅值影響較大,而在上游金茂大廈和密集建筑群的共同干擾下,環(huán)球金融中心下部的風(fēng)力系數(shù)幅值非常紊亂。研究為超高層建筑在周邊建筑干擾下的玻璃幕墻和結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)等提供參考。

群體高層建筑的風(fēng)荷載和響應(yīng)的干擾效應(yīng)是建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)研究和應(yīng)用中十分關(guān)注的問題.為此,總結(jié)了大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的研究工作,包括作者進(jìn)行的上海金茂大廈風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的部分研究成果,系統(tǒng)介紹了群體建筑風(fēng)荷載干擾的研究歷史、研究狀況、取得的主要成果和規(guī)范應(yīng)用情況,以及當(dāng)前的研究方向,以供我國(guó)有關(guān)研究和設(shè)計(jì)人員參考

采用可實(shí)現(xiàn)的k-ε湍流模型,對(duì)處于b類地貌風(fēng)場(chǎng)中復(fù)雜體型的雙塔建筑進(jìn)行了風(fēng)荷載和風(fēng)場(chǎng)的數(shù)值模擬,計(jì)算得出了建筑周圍的流場(chǎng)分布和建筑表面各測(cè)點(diǎn)的風(fēng)壓,與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果比較表明,數(shù)值模擬方法具有較好的精度,可用于復(fù)雜體型的雙塔建筑的靜力干擾研究。著重討論了雙塔建筑物之間的狹縫效應(yīng),結(jié)果表明,并列布置時(shí),干擾作用只發(fā)生在相鄰建筑物的側(cè)風(fēng)面,對(duì)相鄰建筑物的迎風(fēng)面影響很小,干擾作用的大小與建筑物的間距有關(guān)。

在相鄰建筑物的干擾下,受擾高層建筑的風(fēng)荷載與其在孤立狀態(tài)下相比會(huì)有較大的變化。本文采用動(dòng)態(tài)測(cè)力天平技術(shù),通過模型風(fēng)洞試驗(yàn)研究了方形截面高層建筑在周邊另一個(gè)同樣建筑的氣動(dòng)干擾下,其平均、脈動(dòng)和峰值扭轉(zhuǎn)風(fēng)荷載的干擾效應(yīng),分析了建筑物間距、風(fēng)場(chǎng)和風(fēng)向角等參數(shù)的影響。研究表明,高層建筑扭轉(zhuǎn)荷載的干擾效應(yīng)很顯著,b類風(fēng)場(chǎng)0°風(fēng)向角下,峰值扭矩干擾因子ifp可達(dá)2.1,45°風(fēng)向角下更可高達(dá)3.5。最后通過分析受擾模型的基底扭矩譜討論了上游建筑旋渦脫落的影響。

隨著現(xiàn)代國(guó)家經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，建筑行業(yè)也得到迅速的發(fā)展，為建筑行業(yè)的建設(shè)發(fā)展帶來新的動(dòng)力，同時(shí)我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)度加快，給城市建筑用地帶來難題，于是很多建筑的新建都是圍繞低矮建筑進(jìn)行，對(duì)低矮建筑物造成一定的干擾。下面本文將圍繞周邊建筑對(duì)低矮建筑平屋蓋上風(fēng)壓干擾效應(yīng)進(jìn)行分析研究，了解平屋蓋上風(fēng)壓效應(yīng)原理。

通過剛性模型測(cè)壓風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)被同類周邊建筑所包圍的低矮建筑表面風(fēng)壓系數(shù)進(jìn)行了測(cè)量,分析了周邊建筑的建筑面積密度對(duì)目標(biāo)建筑平屋蓋風(fēng)壓系數(shù)分布狀態(tài)的影響規(guī)律.試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)?shù)桶ㄖ煌庑?、同高度的周邊建筑包圍時(shí),隨著周邊建筑面積密度的增大,被包圍建筑屋蓋上斜風(fēng)導(dǎo)致的錐形渦將逐漸消失,屋蓋上不同部位的負(fù)風(fēng)壓極值將逐漸減小并趨于均一;當(dāng)周邊建筑面積密度分別為0.1,0.3和0.6時(shí),被包圍建筑屋蓋上的最大負(fù)風(fēng)壓可分別減小為孤立建筑的80%,30%和20%.

低矮建筑周邊的建筑對(duì)其平屋蓋上的風(fēng)荷載存在氣動(dòng)干擾效應(yīng)。為了有效分析該種干擾效應(yīng)的發(fā)生規(guī)律,利用剛性模型表面測(cè)壓風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)平屋蓋上的風(fēng)壓系數(shù)進(jìn)行了測(cè)量。

1 七、高層建筑（高聳結(jié)構(gòu)）的順風(fēng)向和橫風(fēng)向振動(dòng) i.概述 順風(fēng)向和橫風(fēng)向 順風(fēng)向---抖振機(jī)制 橫風(fēng)向---機(jī)制復(fù)雜（高層建筑：紊流+尾流+氣動(dòng)彈性） 研究方法 順風(fēng)向： (1)平均風(fēng)壓（整體型系數(shù)）----準(zhǔn)定常風(fēng)力----隨機(jī)振動(dòng)方法計(jì)算--- 振動(dòng)響應(yīng) (2)同步測(cè)壓----脈動(dòng)風(fēng)力分布---隨機(jī)振動(dòng)方法計(jì)算---振動(dòng)響應(yīng)（不 能應(yīng)用于格構(gòu)式高聳結(jié)構(gòu)） (3)高頻動(dòng)態(tài)測(cè)力天平---一階廣義風(fēng)荷載---振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算 (4)氣動(dòng)彈性模型試驗(yàn)----直接獲得振動(dòng)響應(yīng) 橫風(fēng)向： (1)同步測(cè)壓----脈動(dòng)風(fēng)力分布---隨機(jī)振動(dòng)方法計(jì)算---振動(dòng)響應(yīng)（不 能應(yīng)用于格構(gòu)式高聳結(jié)構(gòu)） (2)高頻動(dòng)態(tài)測(cè)力天平---一階廣義風(fēng)荷載---振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算 (3)氣動(dòng)彈性模型試驗(yàn)----直接獲得和振動(dòng)響應(yīng) ii、高層建筑風(fēng)壓分布特性 2．1概述

精品文檔 精品文檔 七、高層建筑（高聳結(jié)構(gòu)）的順風(fēng)向和橫風(fēng)向振動(dòng) i.概述 順風(fēng)向和橫風(fēng)向 順風(fēng)向---抖振機(jī)制 橫風(fēng)向---機(jī)制復(fù)雜（高層建筑：紊流+尾流+氣動(dòng)彈性） 研究方法 順風(fēng)向： (1)平均風(fēng)壓（整體型系數(shù)）----準(zhǔn)定常風(fēng)力----隨機(jī)振動(dòng)方法計(jì)算--- 振動(dòng)響應(yīng) (2)同步測(cè)壓----脈動(dòng)風(fēng)力分布---隨機(jī)振動(dòng)方法計(jì)算---振動(dòng)響應(yīng)（不 能應(yīng)用于格構(gòu)式高聳結(jié)構(gòu)） (3)高頻動(dòng)態(tài)測(cè)力天平---一階廣義風(fēng)荷載---振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算 (4)氣動(dòng)彈性模型試驗(yàn)----直接獲得振動(dòng)響應(yīng) 橫風(fēng)向： (1)同步測(cè)壓----脈動(dòng)風(fēng)力分布---隨機(jī)振動(dòng)方法計(jì)算---振動(dòng)響應(yīng)（不 能應(yīng)用于格構(gòu)式高聳結(jié)構(gòu)） (2)高頻動(dòng)態(tài)測(cè)力天平---一階廣義風(fēng)荷載---振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算 (3)氣動(dòng)彈性模型試驗(yàn)----直接獲得和振動(dòng)響應(yīng) ii、高層建筑風(fēng)壓分布特性

《結(jié)構(gòu)程序pkpm應(yīng)用實(shí)訓(xùn)》開放性實(shí)驗(yàn)資料 1 3.1.3風(fēng)荷載 建筑物受到的風(fēng)荷載作用大小，與建筑物所處的地理位置、建筑物的形狀和高度等多種 因素有關(guān)，具體計(jì)算按照《荷載規(guī)范》第7章執(zhí)行。 1、風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 垂直于建筑物主體結(jié)構(gòu)表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk，按照公式（3.1-2）計(jì)算： βz——高度z處的風(fēng)振系數(shù)，主要是考慮風(fēng)作用的不規(guī)則性，按照《荷載規(guī)范》7.4 要求取值。多層建筑，建筑物高度＜30m，風(fēng)振系數(shù)近似取１。 （1）風(fēng)荷載體型系數(shù)μs 風(fēng)荷載體型系數(shù)，不但與建筑物的平面外形、高寬比、風(fēng)向與受風(fēng)墻面所成的角度有關(guān)， 而且還與建筑物的立面處理、周圍建筑物的密集程度和高低等因素有關(guān)，一般按照《荷載規(guī) 表3.1.10建筑物體型系數(shù)取值表 μs建筑物體型示意 0.8圓形平面建筑 正多邊形或截角三角形平面建筑 n－多邊形的邊數(shù) 1.

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》-風(fēng)荷載計(jì)算

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》-風(fēng)荷載計(jì)算

針對(duì)我國(guó)現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定的削角和凹角兩種角沿修正形式,進(jìn)行了7種截面形式高層建筑模型的風(fēng)洞測(cè)壓試驗(yàn)。定義角沿修正比為單個(gè)角沿沿主軸方向投影長(zhǎng)度與全截面在同一方向投影長(zhǎng)度之比,分析了角沿修正比對(duì)建筑風(fēng)荷載的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:截面采用角沿修正是減小矩形截面建筑順風(fēng)向和橫風(fēng)向風(fēng)荷載的有效方式;截面采用角沿修正比為10%的凹角修正時(shí),建筑順風(fēng)向風(fēng)力系數(shù)平均值和均方根值降低最多;截面采用角沿修正比為20%的凹角修正時(shí),橫風(fēng)向風(fēng)力系數(shù)均方根值降低最多;從頻域來看,角沿修正對(duì)順風(fēng)向風(fēng)力功率譜影響不大,而隨著角沿修正比的增大,橫風(fēng)向風(fēng)力功率譜譜峰對(duì)應(yīng)的折算頻率將向高頻部分移動(dòng)。

本文對(duì)涉及兩種開洞率、三種不同開洞位置和全封閉(無洞口)的八個(gè)高層建筑剛性模型的表面平均風(fēng)壓分布進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)研究,并與計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(cfd)大型商業(yè)軟件fluent6.0的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明,開洞建筑平均風(fēng)壓的減少主要是受荷面積減少引起的,但其減少的比率大于開洞率。此外,借助fluent6.0對(duì)不同開洞率情況下的建筑模型進(jìn)行了大量算例分析,得到了中部開洞建筑模型的平均風(fēng)壓系數(shù)相對(duì)值和基底彎矩系數(shù)相對(duì)值與開洞率之間的相關(guān)方程;探討了底部開洞建筑模型洞內(nèi)平均風(fēng)速的增大效應(yīng)與洞口大小、來流方向之間的關(guān)系。分析表明,在最不利來流風(fēng)向角情況下,洞中最大平均風(fēng)速可超過建筑模型頂部的遠(yuǎn)處來流風(fēng)速,應(yīng)引起建筑風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)者的關(guān)注。

本文針對(duì)雙塔樓建筑風(fēng)場(chǎng)的相互干擾作用,通過風(fēng)洞試驗(yàn)研究塔樓的風(fēng)壓分布,將風(fēng)壓沿截面進(jìn)行積分求出沿結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)方向的合力,然后反算出沿柱網(wǎng)方向的整體體型系數(shù),實(shí)現(xiàn)了把風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果換算為工程設(shè)計(jì)軟件直接可用的數(shù)據(jù)。本文還討論了風(fēng)對(duì)高層建筑的扭矩作用,采用扭矩放大系數(shù)來考慮風(fēng)致扭矩。針對(duì)某對(duì)稱雙塔結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓分布特征獲得用于指導(dǎo)一般性對(duì)稱雙塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的風(fēng)壓和體型系數(shù)分布規(guī)律。

立面開洞是建筑實(shí)踐中的常見現(xiàn)象，至今，國(guó)內(nèi)外有關(guān)洞口設(shè)置對(duì)高層建筑風(fēng)荷載影響的研究還很少。洞口形狀、位置及開洞率等都是影響建筑靜力風(fēng)荷載的因素，借助計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(cfd)大型商業(yè)軟件fluent6．0，進(jìn)行了大量的數(shù)值模擬分析，研究了相對(duì)風(fēng)壓和基底傾覆力矩系數(shù)與開洞率間的關(guān)系，給出了中部和下部開口情況下的相關(guān)方程。同時(shí)探討了底部開洞情況下。洞內(nèi)風(fēng)速的增大效應(yīng)與洞口大小和來流方向之間的關(guān)系。所得結(jié)論可供工程研究和抗風(fēng)設(shè)計(jì)參考。

高層建筑局部構(gòu)件的風(fēng)荷載效應(yīng)——高層建筑中局部構(gòu)件的質(zhì)量在總體結(jié)構(gòu)分析時(shí)，往往作為靜荷載加到各層樓面，這在動(dòng)力分析中相當(dāng)于局部構(gòu)件與主體剛結(jié)，與實(shí)際情況比較吻合。盡管它們之間可有彈性變形，但這種變形狀態(tài)對(duì)于主體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性的影響極其微小。因...

第07卷第10期中國(guó)水運(yùn)vol.7no.10 2007年10月chinawatertransportoctober2007 收稿日期：2007-7-11 作者簡(jiǎn)介：蔡志波男（1973—）江漢油田設(shè)計(jì)院勘察室工程師（433123） 研究方向：巖土工程 高層建筑風(fēng)荷載及抗風(fēng)設(shè)計(jì) 蔡志波 摘要：隨著輕質(zhì)高強(qiáng)新型建筑材料的不斷涌現(xiàn)，高層建筑不但建筑形式變化多樣，而且結(jié)構(gòu)體型也朝著高大、輕 柔的方向發(fā)展。故風(fēng)對(duì)高層建筑的影響越來越大。所以必須認(rèn)真對(duì)待高層建筑中風(fēng)荷載。本文通過簡(jiǎn)述風(fēng)的起因、 風(fēng)的特征、風(fēng)壓及

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　　收稿日期:2005-05-11 　　作者簡(jiǎn)介:張建國(guó)(1974-),男,在職博士生,廈門大學(xué)土木工程系講師,主要從事結(jié)構(gòu)工程研究. 文章編號(hào):167124229(2005)0620532205 高層建筑靜力等效風(fēng)荷載研究 張建國(guó)1,2,顧　明1,張永山3 (1.同濟(jì)大學(xué)土木工程防災(zāi)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上?！?00092;2.廈門大學(xué)土木工程系,福建廈門　361005; 3.廣州大學(xué)土木工程學(xué)院,廣東廣州　510006) 摘　要:靜力等效風(fēng)荷載是聯(lián)系風(fēng)工程師和結(jié)構(gòu)工程師的紐帶,在國(guó)內(nèi)外的風(fēng)荷載規(guī)范中都具有重要意義.文 章系統(tǒng)地介紹了國(guó)內(nèi)外對(duì)高層建筑靜力等效風(fēng)荷載的研究成果,闡述了各種靜力等效風(fēng)荷載的物理意義,比較 了各自的優(yōu)缺點(diǎn),以供我國(guó)有關(guān)研究和設(shè)計(jì)人員參考. 關(guān)鍵詞:高層建筑;靜力

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