雙塔高層建筑風(fēng)荷載靜力干擾效應(yīng)數(shù)值

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)了大量國內(nèi)外文獻的研究工作,包括作者進行的上海金茂大廈風(fēng)洞實驗的部分研究成果,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,以供我國有關(guān)研究和設(shè)計人員參考

復(fù)雜連體雙塔高層建筑的風(fēng)荷載特性——通過風(fēng)洞試驗研究了具復(fù)雜截面的連體雙塔高層建筑的風(fēng)荷載特性，并進行了單塔試驗比較．將風(fēng)壓沿截面進行積分求出沿坐標(biāo)軸方向的合力，然后反算為沿坐標(biāo)軸方向的整體體型系數(shù)．結(jié)果表明：風(fēng)壓沿高度變化不大，整體體型系數(shù)...

通過風(fēng)洞試驗研究了具復(fù)雜截面的連體雙塔高層建筑的風(fēng)荷載特性,并進行了單塔試驗比較.將風(fēng)壓沿截面進行積分求出沿坐標(biāo)軸方向的合力,然后反算為沿坐標(biāo)軸方向的整體體型系數(shù).結(jié)果表明:風(fēng)壓沿高度變化不大,整體體型系數(shù)沿高度遞減;單塔最大體型系數(shù)對應(yīng)的風(fēng)向角偏離坐標(biāo)軸15°;就雙塔連線方向(x向)體型系數(shù)而言,上游塔略小于單塔情形,下游塔小于單塔的50%,垂直雙塔連線方向(y向)體型系數(shù)略小于單塔y向,連體部分的y向體型系數(shù)約為2.0,x向為零.分析認為:上游塔對下游塔的遮擋作用使下游塔整體體型系數(shù)減小,下游塔降低了上游塔尾流的速度和背面負壓,也使上游塔整體體型系數(shù)略為減小;但是由于尾流的復(fù)雜化,上下游塔局部風(fēng)壓比單塔有所增大.綜合分析試驗結(jié)果,文中最后提出了類似工程的風(fēng)荷載取值建議.

第07卷第10期中國水運vol.7no.10 2007年10月chinawatertransportoctober2007 收稿日期：2007-7-11 作者簡介：蔡志波男（1973—）江漢油田設(shè)計院勘察室工程師（433123） 研究方向：巖土工程 高層建筑風(fēng)荷載及抗風(fēng)設(shè)計 蔡志波 摘要：隨著輕質(zhì)高強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)對高層建筑的影響越來越大。所以必須認真對待高層建筑中風(fēng)荷載。本文通過簡述風(fēng)的起因、 風(fēng)的特征、風(fēng)壓及

高層建筑等效靜力風(fēng)荷載分析

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　　收稿日期:2005-05-11 　　作者簡介:張建國(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:167124229(2005)0620532205 高層建筑靜力等效風(fēng)荷載研究 張建國1,2,顧　明1,張永山3 (1.同濟大學(xué)土木工程防災(zāi)國家重點實驗室,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)地介紹了國內(nèi)外對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,以供我國有關(guān)研究和設(shè)計人員參考. 關(guān)鍵詞:高層建筑;靜力

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首先采用測力天平模型風(fēng)洞試驗研究了2棟高層建筑間的靜力干擾效應(yīng),得到2個相同的方形截面建筑在不同相對位置時的靜力干擾因子fm.然后基于fluent6平臺采用rng(renormalizationgroup,重整化群理論)κ-ε湍流模型,計算了d類地貌風(fēng)場中2棟高寬比均為6的方形高層建筑模型(10cm×10cm×60cm)在串列、并列和偏置狀態(tài)下的靜態(tài)三維流場和風(fēng)荷載;并與風(fēng)洞試驗得到的靜力干擾因子進行了比較.結(jié)果表明,數(shù)值模擬方法是研究建筑物靜力干擾效應(yīng)的一種有效途徑,相對于試驗方法,數(shù)值模擬更具有優(yōu)勢.

第27卷　第1期 2005年2月 　　　　　 三峽大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) jofchinathreegorgesuniv.(naturalsciences) 　　　　　vol.27no.1 feb.2005 收稿日期:2004212223 基金項目:國家自然科學(xué)基金資助項目(59678050) 作者簡介:梁樞果(1950-),男,教授,博士生導(dǎo)師. y形平面高層建筑風(fēng)荷載研究 梁樞果1　田　唯1　劉勝春2　李明水3 (1.武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院,武漢　430072;2.北京良鄉(xiāng)電力建筑研究院,北京　102401;3.中國空氣動力 研究與發(fā)展中心,四川綿陽　621000) 摘要:介紹了y形平面高層建筑結(jié)構(gòu)剛性模型在均勻流場和紊流場中三種風(fēng)向角下的三維風(fēng)荷載 風(fēng)洞試驗結(jié)果,分析了y

1 七、高層建筑（高聳結(jié)構(gòu)）的順風(fēng)向和橫風(fēng)向振動 i.概述 順風(fēng)向和橫風(fēng)向 順風(fēng)向---抖振機制 橫風(fēng)向---機制復(fù)雜（高層建筑：紊流+尾流+氣動彈性） 研究方法 順風(fēng)向： (1)平均風(fēng)壓（整體型系數(shù)）----準定常風(fēng)力----隨機振動方法計算--- 振動響應(yīng) (2)同步測壓----脈動風(fēng)力分布---隨機振動方法計算---振動響應(yīng)（不 能應(yīng)用于格構(gòu)式高聳結(jié)構(gòu)） (3)高頻動態(tài)測力天平---一階廣義風(fēng)荷載---振動響應(yīng)計算 (4)氣動彈性模型試驗----直接獲得振動響應(yīng) 橫風(fēng)向： (1)同步測壓----脈動風(fēng)力分布---隨機振動方法計算---振動響應(yīng)（不 能應(yīng)用于格構(gòu)式高聳結(jié)構(gòu)） (2)高頻動態(tài)測力天平---一階廣義風(fēng)荷載---振動響應(yīng)計算 (3)氣動彈性模型試驗----直接獲得和振動響應(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 i.概述 順風(fēng)向和橫風(fēng)向 順風(fēng)向---抖振機制 橫風(fēng)向---機制復(fù)雜（高層建筑：紊流+尾流+氣動彈性） 研究方法 順風(fēng)向： (1)平均風(fēng)壓（整體型系數(shù)）----準定常風(fēng)力----隨機振動方法計算--- 振動響應(yīng) (2)同步測壓----脈動風(fēng)力分布---隨機振動方法計算---振動響應(yīng)（不 能應(yīng)用于格構(gòu)式高聳結(jié)構(gòu)） (3)高頻動態(tài)測力天平---一階廣義風(fēng)荷載---振動響應(yīng)計算 (4)氣動彈性模型試驗----直接獲得振動響應(yīng) 橫風(fēng)向： (1)同步測壓----脈動風(fēng)力分布---隨機振動方法計算---振動響應(yīng)（不 能應(yīng)用于格構(gòu)式高聳結(jié)構(gòu)） (2)高頻動態(tài)測力天平---一階廣義風(fēng)荷載---振動響應(yīng)計算 (3)氣動彈性模型試驗----直接獲得和振動響應(yīng) ii、高層建筑風(fēng)壓分布特性

工程力學(xué)97 0 50 100 150 200 250 300 0.02.0x1094.0x1096.0x1098.0x1091.0x1010 順風(fēng)向彎矩/(n·m) he ig ht /m 均值 背景分量 共振分量 總量 0 50 100 150 200 250 300 0.03.0x1096.0x1099.0x1091.2x1010 橫風(fēng)向彎矩/(n·m) he ig ht /m 背景分量 共振分量 總量 圖3選定建筑在d類風(fēng)場中的彎矩響應(yīng) fig.3bendingmomentofbuildinginterraincategoryd 3.2響應(yīng)和廣義陣風(fēng)效應(yīng)因子隨風(fēng)速的變化特征 本節(jié)討論響應(yīng)和ggef隨風(fēng)速的變化。計算了 不同風(fēng)速下所選建筑在b類風(fēng)場中的順、橫風(fēng)向的

第23卷第7期vol.23no.7工程力學(xué) 2006年7月july2006engineeringmechanics93 ——————————————— 收稿日期：2004-10-14；修改日期：2005-05-14 基金項目：國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體科學(xué)基金(50321003)；教育部“高等學(xué)校骨干教師資助計劃”聯(lián)合資助 作者簡介：*顧明(1957)，男，江蘇興化人，教授，博導(dǎo)，長江學(xué)者，主要從事結(jié)構(gòu)抗風(fēng)研究(e-mail:minggu@mail.#edu.cn)； 葉豐(1977)，男，江西上饒人，博士生，主要從事結(jié)構(gòu)抗風(fēng)研究。 文章編號：1000-4750(2006)07-0093-06 高層建筑風(fēng)致響應(yīng)和等效靜力風(fēng)荷載的特征 *顧明，葉豐 (同濟大學(xué)土木工程防災(zāi)國家重點實驗室，上海200092) 摘

以重慶賓館為工程背景,制作了縮尺比為1∶300的試驗?zāi)Ｐ?并進行了剛性模型同步測壓風(fēng)洞試驗,采集了重慶賓館建筑表面的脈動風(fēng)壓時程。風(fēng)洞試驗包括有周邊建筑和無周邊建筑兩類工況。采用風(fēng)洞試驗的脈動風(fēng)壓時程數(shù)據(jù),考慮該高層建筑2個主軸方向的前4階彎曲模態(tài),進行了其風(fēng)致響應(yīng)研究,得到了建筑頂部的位移響應(yīng)和加速度響應(yīng),并進行了人體舒適度驗算。采用慣性風(fēng)荷載法,研究了建筑主軸方向的等效靜力風(fēng)荷載。結(jié)果表明:對于高度為300m的混凝土高層建筑,僅考慮1階模態(tài)進行風(fēng)致響應(yīng)分析,位移響應(yīng)能滿足工程精度的要求,但加速度響應(yīng)誤差較大,至少應(yīng)考慮前4階模態(tài);重慶賓館10年重現(xiàn)期下建筑頂部的峰值加速度為0.144m/s2,滿足舒適度限制要求;橫風(fēng)向平均風(fēng)荷載較小,但慣性風(fēng)荷載較大。

詳細討論了高層建筑風(fēng)致振動和等效靜力風(fēng)荷載的計算方法及其特征。將結(jié)構(gòu)風(fēng)致響應(yīng)分解為平均響應(yīng)、動力響應(yīng)的背景分量和共振分量,給出了相應(yīng)的計算公式;還給出了背景和共振等效靜力風(fēng)荷載的計算公式,提出了等效靜力風(fēng)荷載組合的一種簡便方法,并討論了計算背景分量的qml法和lrc法的差異。最后,以一典型高層建筑為算例,討論了高層建筑風(fēng)致響應(yīng)和等效靜力風(fēng)荷載的主要特征。

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，往往作為靜荷載加到各層樓面，這在動力分析中相當(dāng)于局部構(gòu)件與主體剛結(jié)，與實際情況比較吻合。盡管它們之間可有彈性變形，但這種變形狀態(tài)對于主體結(jié)構(gòu)的動力特性的影響極其微小。因...

以上海陸家嘴地區(qū)的環(huán)球金融中心為研究對象,根據(jù)剛性模型測壓風(fēng)洞試驗結(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,會使其下部被遮擋面的正壓力均值減小,甚至可能變成負壓力,而對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,會使其被遮擋面的正壓力均值減小,甚至可能變成負壓力(絕對值有可能會增大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,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,對其中下部各層風(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)計等提供參考。

通過風(fēng)洞試驗研究了截面為切角曲邊三角形的連體雙塔高層建筑的風(fēng)荷載特性,并作單塔試驗比較。將風(fēng)壓沿截面進行積分求出沿坐標(biāo)軸方向的合力,然后反算為沿坐標(biāo)軸方向的整體體型系數(shù)。結(jié)果顯示:風(fēng)壓沿高度變化不大,整體體型系數(shù)沿高度遞減。單塔最大體型系數(shù)對應(yīng)風(fēng)向角比坐標(biāo)軸偏15°。雙塔連線方向(x向)體型系數(shù)上游塔略小于單塔情形,下游塔基本為零,y向的體型系數(shù)略小于單塔y向的,連體部分體型系數(shù)達2.2。根據(jù)規(guī)范和試驗結(jié)果,提出了類似工程合理的取值建議。

立面開洞是建筑實踐中的常見現(xiàn)象，至今，國內(nèi)外有關(guān)洞口設(shè)置對高層建筑風(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，借助計算流體動力學(xué)(cfd)大型商業(yè)軟件fluent6．0，進行了大量的數(shù)值模擬分析，研究了相對風(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)計參考。

某沿海超高層建筑高度達350m,高寬比達7.6,又處于浙江沿海地區(qū),風(fēng)荷載是其結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制荷載.數(shù)值模擬了不同風(fēng)向下超高層建筑底部平均風(fēng)合力和合力矩,與風(fēng)洞試驗結(jié)果相近,一般情況兩者差別不大于15%;同時擬合了該建筑表面的脈動風(fēng)壓自譜密度和相干函數(shù)經(jīng)驗表達式,采用空間隨機風(fēng)振的cqc方法對塔樓進行了風(fēng)致動力響應(yīng)分析,并通過塔樓頂層峰值加速度響應(yīng)和底部靜力等效風(fēng)荷載合力和合力矩的比較與分析,表明高層建筑專用風(fēng)振分析方法在實際工程中應(yīng)用的可行性.

從建筑群風(fēng)效應(yīng)的角度出發(fā),運用數(shù)值模擬方法,結(jié)合風(fēng)洞模型試驗對群體低層四坡屋面房屋周圍的風(fēng)場及表面風(fēng)壓進行了計算和分析,并與雙坡屋面建筑群做比較,在單體數(shù)值模擬計算結(jié)果和風(fēng)洞試驗結(jié)果有較好吻合的前提下,獲得了有相鄰建筑干擾的情況下,低層四坡屋面房屋的表面風(fēng)壓的變化規(guī)律,為群體建筑的合理建筑形式及結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計提供理論依據(jù)。