某双塔楼超高层建筑平均风荷载及干扰效应数值模拟研究

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浅谈高层建筑风荷载模拟

浅谈高层建筑风荷载模拟摘要：两个高层建筑之间的风荷载现在是建筑工程业人士越来越关注的话题，那么如何有效的检测两个高层建筑之间的风荷载问题，成为越拉越多人困扰的问题。

本文在介绍从测量高层建筑之间的风荷载的方法上入手，从而探讨适合高层建筑风荷载测量的方法，关键词：高层建筑风荷载模拟前言：随着社会科学技术的飞速发展，在我国越来越多的高层建筑林立而起，相应的高层建筑之间的风荷载的作用成为人们关注的话题。

目前在我国没有对于大型的、跨尺度的空间架构建筑风荷载模拟的方法，要确定跨尺度空间结构高层建筑的风荷载作用，就要测定出相关风时速的曲线以及相关数据。

本文就谐波叠加法、线性滤波法和小波分析以及脉动风荷载模拟给予一定的介绍。

在风的时程曲线中，一般包含两种成分:一种是长周期部分，值常在10分钟以上;另一种是短周期部分，常仅有几秒种左右。

由于风的长周期远远大于一般结构的自振周期，其对结构的作用相当于静力作用。

脉动风是由于风的不规则性引起的，它的强度是随时间按随机规律变化的，由于它的周期较短，因而其作用性质是动力的，会引起结构的振动。

1 脉动风荷载模拟脉动风就离散化为作用于每一个质量集聚点的离散化脉动风荷载，其值可近似用该质量集中点处的脉动风压乘以相应作用点的作用面积来求取。

由于脉动风压为高斯平稳随机过程，且其具有空间相关性的特点，故对高层建筑的脉动风荷载必须建立起它的自功率谱和互功率谱密度函数。

相关人士根据世界上不同地点、不同高度测得的90多次强风记录，给出了如下形式的脉动风速谱:，其中的脉动功率风速谱的计算方法是；K是与地面粗糙度相关的系数。

脉动风荷载模拟通过脉动风速谱推出脉动风压谱，进而求出规格化的脉动风压谱，并对其进行复共珑分解。

根据国内相关的建筑结构规范，考虑脉动风的竖向相关性，建立了脉动风荷载的功率谱密度函数矩阵。

2 谐波叠加模拟谐波叠加法是基于三角级数求和的频谱表示法,其基本思想是将随机信号通过离散傅立叶分析变换,分解为一系列具有不同频率和幅值的正弦波或其他谐波。

双塔高层建筑风荷载与风致响应研究的开题报告

双塔高层建筑风荷载与风致响应研究的开题报告一、选题背景及意义随着人们生活水平的提高，城市建设也愈加密集，高层建筑层出不穷。

在高楼林立的城市中，高层建筑常常会受到强风的袭击，容易出现倾斜、断裂、倒塌等安全隐患。

因此，研究高层建筑的风荷载及风致响应是非常必要的。

此次研究选取的是双塔高层建筑，该类型建筑特点是结构简单，高度较高，风荷载及风致响应会对其稳定性产生影响。

通过研究建筑物在不同风速下的荷载变化及响应，可以为该类建筑的设计及安全评估提供科学依据。

二、研究内容1. 国内外双塔高层建筑的研究现状及趋势通过查阅文献、资料等方式，了解目前国内外双塔高层建筑研究的现状及趋势，为后续的研究提供基础知识。

2. 双塔高层建筑的风荷载计算方法根据相关标准，对双塔高层建筑的风荷载进行计算，包括静风载、动风荷载等。

3. 风荷载对双塔高层建筑的影响通过数值模拟等手段，研究不同风速下风荷载的变化及其对双塔高层建筑的影响，探究其稳定性及安全隐患。

4. 双塔高层建筑的风致响应分析利用有限元软件等工具，对双塔高层建筑在风荷载作用下的响应进行分析，研究其振动特性及结构变形情况，为其结构设计提供参考。

三、研究方法1. 文献梳理法：通过查阅资料、文献等方式收集、整理与本课题相关的信息和资料。

2. 数值模拟法：利用CFD等数值模拟软件对双塔高层建筑在不同风速下的荷载进行计算和分析。

3. 有限元分析法：通过有限元软件对建筑物在风荷载作用下的响应进行分析，探究其振动特性及结构变形情况。

四、预期结果通过对双塔高层建筑的风荷载及风致响应研究，预期可以得到以下结果：1. 分析不同风速下双塔高层建筑的风荷载变化规律。

2. 分析风荷载对双塔高层建筑的影响及其稳定性。

3. 研究双塔高层建筑在风荷载作用下的振动特性及结构变形情况。

4. 提出优化设计建议，为该类建筑的安全性和稳定性提供科学的参考和依据。

五、研究进度安排第1-2周：查阅文献，了解双塔高层建筑的研究现状及趋势。

高层建筑风荷载干扰效应数值模拟研究

３．中南建筑设计院。武汉
【要】利用ＡＳＳＣＸ软件对相邻两个高层建筑的风致干扰效应进行数值模拟及结果分析，摘ＮＹ — Ｆ通过比
较发现在风致干扰情况下，由于气流的脉动性显著增加，个高层建筑的荷载作用较单体建筑情况下明显增大。两
【关键词】高层建筑；风荷载；数值模拟；干扰效应
【中图分类号】Ｔ９３２３Ｕ７．１【文献标识码】Ｂ【文章编号】１０ — ８４２１）２０４ — ３０１６６（０２０ — ０５０
在我国现代进程中，涌现ｌ大量密集的建筑群，『这是顺应城市快速发展的必然结果。风在相邻建筑物之间流动时会互相干扰，受扰时的风荷载作用与单体建筑时风荷载的作用相比有较大的变化，有时前者的风力会大大超过后者的风力，这就需要在抗风设计中考虑建筑物居住者由于风致振动产生的不舒适性问题。由于风荷载规范对干扰效应的指导性条文较少；目前国内外的相关研究主要是针对特定工程的风干扰特性 … ，包括数值模拟和风洞试验。ＱｓＬ等通过风洞试验研究了上海金茂大厦周围ｉ
层位移角／ｄｔａ
Ｐ，Ｎｋ
图３１０重现期的风荷载０年
图５层位移角
表１为单体模拟和干扰效应模拟的等效静力风荷载数值比较，可见干扰效应的影响导致基底剪力和倾
型为两个相邻建筑，者间距５ｍ，长和宽均为二０其
１ｍ，８高度为９ｍ，０数值风洞长为４０宽为１４高０ｍ，４ｍ，

两栋复杂体型超高层建筑间的气动干扰效应分析

尽管人们对群体高层建筑间的气动干扰效应
已经进行了大量的研究，仍存在一些不足：１绝建筑进行了风压测量风洞试验。风洞试验在Ｔ一２但（）Ｊ该５Ｉ、Ｔ大部分研究都假定施扰建筑和受扰建筑的横截面大气边界层风洞中进行，风洞试验段长１Ｉ宽是简单的方形截面。限于普遍化研究成果的应用，３ｍ、２５ｍ。结构的几何缩尺比为１３０试验高．／０，没有考虑建筑复杂截面的影响；２多数研究都假模型及周边建筑情况如图２所示。由于建筑所在（）
１试验概况
南通镕胜大厦项目主要由高度分别为２９和３
针对多种建筑布置形式，Ｌｍｓａ－研究了一组直线２４ｍ的办公塔楼和酒店塔楼组成（１。办公］０图）０５ｉｎ１５Ｉｎ的型、Ｌ型或是Ｔ型布置的相同截面的高层建筑间塔楼的基本横截面是底边长５．、高３．
建筑的情况；两栋塔楼在气流方向上大致并列布置时，建筑两侧可能产生周期性的旋涡脱落，导致横
风向响应的均方根值较大。关键词：高层建筑；风荷载；气动干扰中图分类号：Ｔ９３２３Ｕ７．１文献标志码：Ａ
密集超高层建筑群是现代大都市的重要标志截面复杂的南通镕胜大厦办公塔楼和酒店塔楼为
收稿臼期：２１０２～０６—０Ｉ

某超高层结构受相邻干扰体影响的数值风洞模拟

某超高层结构受相邻干扰体影响的数值风洞模拟
季俊
【期刊名称】《计算机辅助工程》
【年(卷),期】2013(22)5
【摘要】为分析上、下游干扰体对超高层结构风载荷的影响,以452 m超高层塔楼为例,将风载荷作为控制载荷分别建立单塔以及有相邻315 m超高层干扰体的数值风洞模型；分析单塔以及干扰体分别在塔楼风向上游和下游3种计算工况,得出各自的风场流线图和塔楼风载荷体型因数.结果表明,干扰体对塔楼风载荷的干扰效应不仅在315 m高度范围内存在,在此高度之上也有比较明显的干扰效应；干扰体对塔楼主要立面的风载荷的影响有较强的规律性.
【总页数】5页(P74-78)
【作者】季俊
【作者单位】华东建筑设计研究院有限公司,上海200002
【正文语种】中文
【中图分类】TU382
【相关文献】
1.低速风洞支架干扰数值模拟分析 [J], 高云海;王继明;刘亦鹏
2.动态稳定性参数风洞实验支撑干扰数值模拟研究 [J], 刘绪;王光辉;范化喜;迮素芳;
3.基于风洞试验和数值模拟的双矩形断面涡振气动干扰研究 [J], 马凯; 胡传新; 袁万城; 周志勇; 党新志
4.高焓风洞一体化数值模拟及其对气动特性影响 [J], 傅杨奥骁;董维中;丁明松;刘庆宗;江涛
5.风洞洞壁干扰数值模拟研究 [J], 杨依峰;王锁柱;董超;杨天鹏;苏伟
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超高层建筑表面风荷载数值模拟研究

超高层建筑表面风荷载数值模拟研究I. 引言A. 研究背景B. 研究目的和意义C. 国内外研究现状D. 论文结构II. 数值模拟方法A. 计算流体力学基础理论B. 数值计算方法模型C. 边界条件和参数设定III. 超高层建筑的表面风荷载数值模拟A. 模型建立和验证B. 风荷载分析结果C. 结果分析和讨论IV. 影响超高层建筑表面风荷载的因素与控制措施A. 建筑结构设计和形式控制B. 地理环境影响C. 气象环境因素D. 控制措施和装置V. 结论与展望A. 结论总结B. 研究不足和展望C. 建议和对策注: 以上内容均为样例，实际情况可视研究具体情况调整章节顺序和内容安排。

第一章引言随着经济水平的不断提高和人们对建筑安全性能的不断追求，超高层建筑在城市建设中变得日益普及。

超高层建筑作为一种外形高大、风荷载复杂的特殊结构，其稳定性和安全性显得尤为重要。

而建筑表面风荷载是影响建筑安全的主要因素。

因此，研究超高层建筑表面风荷载的数值模拟具有重要意义。

本论文旨在探讨超高层建筑表面风荷载的数值模拟研究，主要分为五个部分：引言、数值模拟方法、超高层建筑的表面风荷载数值模拟、影响超高层建筑表面风荷载的因素与控制措施、结论与展望。

第二章数值模拟方法随着计算机技术和数值计算方法的不断发展，建筑工程界逐渐开始采用计算流体力学（CFD）方法来模拟建筑表面风荷载。

建筑表面风荷载数值模拟包括了建筑结构的数值模型，以及对模型进行计算的方法。

在本研究中，我们使用CFD方法进行数值模拟。

A. 计算流体力学基础理论计算流体力学（CFD）基于质量守恒、动量守恒和能量守恒的方程式，针对空气流动进行了二维或三维的数值模拟。

CFD方法主要包括了基本方程、物理模型和计算算法等内容。

B. 数值计算方法模型CFD方法中主要采用的数值方法有有限差分、有限体积法和有限元法等。

其中，有限元法（FEM）是一种应用广泛的数值方法，可以使用三维网格模型对复杂的建筑结构进行建模，并进行数值模拟。

复杂体形高层建筑风压分布及干扰效应数值研究

复杂体形高层建筑风压分布及干扰效应数值研究2. ******************山东淄博 255000摘要：基于软件平台，采用Reynolds平均法(RANS)，对复杂体型高层建筑群的表面风压分布及干扰效应，进行数值模拟分析，并通过CAARC标准模型检验文中数值方案与参数选择的合理性；以此为基础，在建筑物表面计算分块体型系数，将其结果与现行规范进行比较分析，得出了一些实际结论。

关键词：高层建筑；体型系数；风压分布1、研究对象本文以某实例工程为研究对象，该工程由两栋点式高层建筑组成，总建筑面积约11万m。

其中：南楼平面呈梯形，总高168.3m；北楼平面呈矩形，总高149.2m；裙房高23.4m。

在两栋主体建筑北侧附近，有一栋高140m左右的已建成的复杂体型建筑；南侧附近有两幢35m高的建筑(图1)。

由于主体建筑本身外形复杂且存在群体建筑干扰效应，因此在近地风作用下本大厦的风荷载分布十分复杂。

2、计算模型及参数选择2.1网格划分选用计算流体动力学软件Fluent计算，按实际尺寸建立数值模型。

计算域的大小取为3600m3×1800m3×600m3，阻塞率小于3%，建筑物计算模型置于距人口1/3计算域长度处。

建筑物表面使用三角形网格划分，离散网格尺度约为0.01H，外形变化剧烈处网格尺度控制在约0.005H；体网格生成过程中先在建筑物表面生成边界层网格，然后由边界面和棱柱单元的最外层表面向中间流域生成结构化和非结构化混合的空间网格[1]。

综合考虑计算精度和计算量两种因素，得到体网格单元140万个左右(图2)。

2.2本文方法的合理性检验以CAARC标准高层建筑模型风洞实验(图3)为参考，通过考察模型2H/3高度处20个测压点的压力系数，检验本文计算方案的合理性。

压力系数C p定义为C p=2p/ρu02式中，p为相对压力；ρ为空气密度，大小为1.225kg/m3；u0为建筑物顶部的风速[2]。

对超高层建筑中风荷载及特性的研究

对超高层建筑中风荷载及特性的研究发表时间：2016-07-14T15:18:39.960Z 来源：《基层建设》2016年8期作者：张建明[导读] 本文将结合风荷载的相关内容，分析它对高层建筑所造成的影响，为相关的研究工作提供一定的参考信息。

中金（西安）重型钢结构有限公司西安临潼 710600摘要：各种新型材料的不断出现，对从超高层建筑的应用范围的扩大产生了积极的影响。

相对而言，超高层建筑的投资成本大，对于施工技术的要求更高，不同组成结构非常的复杂。

作为影响超高层建筑影响因素的组成部分，风荷载的有效控制是保证了建筑结构的质量可靠性。

本文将结合风荷载的相关内容，分析它对高层建筑所造成的影响，为相关的研究工作提供一定的参考信息。

关键词：高层建筑；风荷载；组成结构；施工技术；发展现状；参考信息超高层建筑在具体的使用过程中，可能会受到某些客观存在因素的影响，对于相关的施工技术提出了更高的要求。

结合目前超高层建筑的发展现状，可知风荷载的存在影响着建筑物结构的稳定性。

因此，设计人员在具体的工作开展中应该对风荷载的特性等进行必要地了解，运用可靠的设计法方法增强建筑物的安全性能。

一、风对超高层建筑结构的作用为了完善建筑物的服务功能，增强自身的综合市场竞争力，建筑企业加快了超高层建筑的建设步伐，并取得了良好的作用效果。

在这些建筑后期的使用过程中，自然风的存在将会对建筑结构造成一定的影响，容易引发安全事故。

因此，相关的技术人员重视风对超高层建筑结构的作用，为科学预防措施实际应用效果的增强提供必要地保障。

风对超高层建筑的作用主要体现在：*1）大气流中不同方向的风将会对超建筑结构产生一定的静力作用和动力作用，影响着这些建筑结构的使用寿命；（2）不同形式的风致振动，给超高层建筑结构的稳定性带来了较大的威胁，容易产生建筑结构失稳的现象；（3）风的存在对于建筑结构的抗压性能提出了更高的要求，影响着建筑结构的实际作用效果。

这些方面的不同内容，客观地反映了风对超高层建筑结构的作用。

双塔建筑风荷载狭缝效应的数值研究

—２４．８１２．７３１．Ｏ１２３４５
挠度值
０．）８【０３６ｘ０．ｏ５００３４０【）１．ｘ０３８Ｏ【）７．ｘ０２５Ｏ【）２．ｘ０２７
横向分布系数
差值百分比
挠度计算云图如图５所示。
出各片主梁的荷载横向分布。这种建模方法简单，而各截面的截面性质由软件自行去计算，分析简单，可以为工程计算所参考。
图５挠度云图
参考文献：
１范立础、梁工程（［．桥上）Ｍ］北京：人民交通出版社，９６１８．同理可以看出，片主梁的挠度不同，算出各片主梁的挠［］各计［］２万鹏，郑凯峰、组合有限元法在Ｔ形梁桥荷载横向分布中的度、横向分布系数和文献［］比拟正交异性板法比较如表２所１的
维普资讯
・
７・６
第３３卷第１５期２００７年５月
山西建筑
ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩＴ日［ＵＲＥ
Ｖｏ．３Ｎｏ１Ｉ３．５Ｍａ．２０ｙ０７
文章编号：０９６２（０７１．０６０１０．８５２０）５０７．３
可供相关研究和工程设计参考。载大小及形态与单体建筑相比会有较大的变化，在某些情况下可高层建筑相互间的干扰效应，
能会大大超过单体时的风力，而引起了抗风设计中的安全问１风洞试验从题。双塔建筑双塔之间风通道变窄而产生的狭缝效应… 以及两１，某国际商务中心为３０层对称双塔楼建筑，结构层最高处为个塔楼的相互气动干扰＿，２致使该类建筑的风荷载变得复杂，Ｊ其９．双塔的最小净距约为１．塔楼下部裙房高２９９ｍ，５５ｍ，０ｍ。两

超高层建筑风荷载和效应控制的研究及应用进展_黄剑

Abstract：
Supertall buildings are subject to considerable wind loading and windinduced effects as height
increases，which has become one of main factors to influence the safety，the occupants' comfort and the expenditure of structures，so it is of particular importance to control the wind loading and effects of supertall buildings． In general， methods to control wind loading and effects of tall buildings are the application of aerodynamic measures and the installation of supplementary damping systems． An overview was presented regarding the past / recent work on aerodynamic wind and torsional directions，as measures for suppression of loading and effects of tall buildings in the acrosswind，alongwell as on the control of local pressure，and then supplementary damping systems in controlling windinduced vibration were briefly introduced． Application examples of aerodynamic measures and supplementary damping systems to control wind loading and effects of typical supertall buildings were given out． Issues worthy of attention were proposed for future researches． Key words： supertall building； suppression of wind loading and effects； aerodynamic measure； supplementary damping system 随着社会和经济的发展，世界各国正在兴起建设大量的超高层建筑。建筑高度的增加将导致作用在建同时上部较高的风速仍存在较高筑上部的风速增加，［1 ］的湍流；此外，超高层建筑在风作用下会产生分离及旋涡脱落。这些原因导致高层建筑承受很大的风荷载。再加上建筑自振周期大、阻尼小，风振响应将特别显著，常常影响到结构的安全性和舒适性

典型高层建筑风荷载效应研究

典型高层建筑风荷载效应研究摘要：本文基于济南CBD核心区某超高层塔楼风洞试验数据，详细分析了风荷载特性、风致响应特征以及结构灵敏度特征，得到了结构主体设计荷载、结构加速度响应以及各方向下基底等效静力荷载为最大值时随周期、阻尼比、峰值因子变化的情况。

所得结果可为相关抗风设计提供参考。

关键词：高层建筑，风洞试验，风荷载，风致效应，灵敏度1引言由于高层建筑水平方向刚度较柔，因此风荷载会引起较大的结构反应。

因而，风是高层建筑物设计的主要荷载之一[1-2]。

现阶段预估建筑物风荷载的方法，通常可以利用数值计算或风洞物理模拟试验。

然而由于一般都市地形、地况过于复杂以及流场的三维性，使得数值模拟在应用上有较大的局限性与困难度。

因此以风洞物理模拟实验，配合气象资料的统计结果来确定建筑物风荷载等设计资料，是目前较为可行及可信的方法。

本文以山东济南市某核心区典型超高层建筑作为研究对象，利用风洞动态测压数据对不同风向角下高层建筑的风荷载和风振响应进行了分析，得到了建筑物基础等效静力风荷载与各层的等效静力风荷载及顶部峰值加速度的分布规律，为今后相关高层建筑结构设计提供参考。

2风洞试验2.1实验概况本文对某超高层建筑进行了测压实验，研究对象位于济南市CBD核心区南入口核心位置，塔楼高度为316.93米，模型与实物在外形上保持几何相似，缩尺比为1:300，模型高度为110cm。

本次实验在长沙理工大学风环境研究中心的边界层风洞实验室开展，风洞试验以主建筑物为中心，模拟半径500m范围内的周边主要建筑，均置于风洞试验段转盘上，进行数据测量，如图1所示。

该试验进行24个风向（0°~360°，间隔15°，顺时针旋转）的结构表面风压的测量，定义模型南立面来风为0°风向（风向角β= 0°）如图2所示。

地貌类型按国家《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012) [3]的 B类地貌考虑，地貌粗糙度系数α = 0.22，试验控制风速为10m/s。

非对称连体双塔高层建筑的风荷载分布特征风洞试验研究

第43卷第4期2017年8月四川建筑科学研究Sichuan Building Science27非对称连体双塔高层建筑的风荷载分布特征风洞试验研究王腾飞\邹良浩2,孙艳1(1.武汉科技大学城市建设学院，湖北武汉430065;2.武汉大学土木建筑工程学院，湖北武汉430072)摘要:以某近距离非对称连体双塔高层建筑为研究对象，基于刚性模型表面测压风洞试验,得到两个单塔楼的平均风压系数分布，并计算得到双塔楼局部、整体体型系数和平均整体体型系数,以此为基础研究了双塔楼结构的风荷载分布及其相互之间的干扰效应。

结果表明：由于相邻塔楼和连体结构的干扰，塔楼局部迎风面出现负压，背风面出现正压;干扰效应对Z向风荷载影响更为明显,双塔楼平均整体体型系数未超出规范要求，按规范设计偏于安全;中间连体由于“狭缝效应”F向体型系数比较大,应加强风荷载设计。

关键词:高层建筑;连体结构;风洞试验;体型系数;干扰效应中图分类号:TU 312.1 文献标志码:A 文章编号= 1008 -1933(2017)04 -027 -06Wind tunnel test study on characteristics of wind load distribution of asymmetric connected twin-tower tall buildingWANG Tengfei1 ,Z0U Lianghao2 , SUN Yan1(1. School of Urban Construction, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430065 , China；2. School of Civil Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072,China)Abstract ： In order to study the wind load interference effect between towers of twin-tower tall building, a wind tunnel test on the rigid model of an asymmetrical connected twin-tower tall building is conducted to obtain the distribution of the average wind pressure coefficient of the two single tower. Then the local shape coefficient and the average integral body coefficient of the twin-tower building are obtained by further data process to study the characteristics of wind load distribution and the interference effect between two towers. The results show that there is negative pressure on the windward side and positive pressure on the leeward side due to the interference of neighboring towers and the connected structure ；the interference effect has much more influence on wind load in X direction than that in Y direction. The average integral body coefficient of twin-tower building is within the code requirements, in other words, the design tends to be safe. The body coefficient of middle connected structure in Y direction is relatively large due to a slit effect,thus the design of the wind load should be strengthened.Key words ：tall building ；connected structure ；wind tunnel test ；body shape coefficient ；interference effect〇引言随着城市化进程的不断加快，城市建筑呈现密集化和高层化发展的趋势，连体双塔楼高层建筑作为一种顺应这个趋势的重要结构形式，因其具有较高的土地利用率、优美多变的建筑造型，以及便于高层建筑之间的空中联系，越来越受到青睐，著名的如马来西亚吉隆坡石油双塔、上海交银大厦和广州信合广场等。

某超高层建筑风压的数值模拟研究

ｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｆｉｇｕｒｉｎｇｏｕｔｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｌｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｎｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．
Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔａｋｉｎｇ４５。ｆｏｒｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ，ｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗｉｎｄｃｏｍｅｒｓｉｔｕａｔｉｏｎｓｔｏｆｉｇｕｒｅｏｕｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗｉｎｄｓｐｅｅｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｗｉｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｓｕｒｆａｃｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌａｗｓｆｏｒｔｈｉｓｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．
ＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｓｅｌｅｃｔｓＷｕｈａｎＳｈｉｍａｏＳｐｌｅｎｄｉｄＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＰｒｏｊｅｃｔＰｈａｓｅＩＩＡ２—１
ＢｕｉｌｄｉｎｇＩ－３ｕｎｉｔａｓｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｅｘａｍｐｌｅ，ｕｓｉｎｇｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ
ａｎｄＳＳＴ后一∞ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｍｏｄｅｌｓｔｏｓｉｍｕｌａｔｅⅡ℃ｕｌｔｒａｈｉｇｈ·ｒｉｓｅｂｕｉｌｄｉｎｇ’Ｓｗｉｎｄ
ｓｐｅｅｄｆｌｏｗｆｉｅｌｄａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｕｒｆａｃｅｗｉｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｆｉｇｕｒｉｎｇｏｕｔｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆ
研究生（签名）：燃导师（签名）：触．期耻（保密的论文在解密后应遵守此规定）
武汉理工大学硕士学位论文
摘要
本文选择超高层建筑作为研究对象，此类建筑具有周期长、刚度小、受风载影响大等特点，为了保证结构安全和结构舒适度必须着重考虑风荷载的作用。因为现行规范中没有给出对于此类超高层建筑表面风压合适的计算方法，为了适应实际工程抗风设计的需求，需要利用计算风工程的方法获得比较准确的建筑物表面风压。

超高层建筑的风荷载计算方法研究

超高层建筑的风荷载计算方法研究随着技术的不断进步，超高层建筑的数量与高度也在迅速增长，超高层建筑在城市化进程中起到了至关重要的作用，但是其怎样面对高强度的风力侵袭，是一项严峻的挑战。

因此，超高层建筑的风荷载计算方法的研究显得尤为重要，本文将从以下三个方面进行介绍。

一、超高层建筑的风荷载特征超高层建筑由于其在空间中的高度及体积限制，其受风荷载的特征具有特殊性，其中包括的风力主要有静态风力和波浪风力两种，它们均会对超高层建筑产生影响。

静态风力主要指风向以及风速的直接影响，而波浪风力则是由于界面层的湍流活动而产生的高低压差而引发的振荡。

超高层建筑在受风荷载时，表现出较强的非线性和非静态性，这也意味着在建筑的结构设计和风荷载计算过程中，需要采用更加精细的方法来进行计算。

二、超高层建筑的风荷载计算方法超高层建筑的风荷载计算方法包括了两种较为常用的方法：一种是基于随机振动理论的计算方法，另一种是基于工程方程的计算方法。

前者主要运用了许多复杂的振动和风动响应理论，提出了一种全新的基于随机振动和非定常流体力学元素领域的计算方法，而后者则主要基于系统分析和汇总数据的输入和输出过程进行计算。

目前大多数情况下，国家标准都采用了比较传统的风压分布计算方法，这种方法主要计算一个单位风速作用下产生的风力，但是随着超高层建筑的出现，这种方法已经不再适用。

因此，有必要对超高层建筑的风荷载计算方法进行深入研究，提出更为科学合理的计算方法。

三、超高层建筑的风荷载计算模型超高层建筑的风荷载计算模型主要包括两种类型：一个是基于数值模拟的模型，另一个则以实际测量数据为基础的模型。

前者主要包括计算流体力学、有限元分析和多体系统模拟等多种方法，能够在计算精度上提高计算方法的准确性；而后者则通过实地观测或物理模型实验而建立的经验公式或经验关系模型进行建立。

如今，越来越多的工程应用都要求建筑的风荷载计算模型具有可靠性和可验证性，只有通过更深入的研究，才能不断提高建筑的抗风能力。

超高层建筑风荷载分析及结构设计研究

超高层建筑风荷载分析及结构设计研究随着城市化的不断推进，超高层建筑的建设逐渐成为了现代城市的标志性建筑之一。

然而，在这些高耸入云的建筑中，风荷载成为了一个不容忽视的安全因素。

超高层建筑的结构设计必须考虑到风荷载的影响，保证建筑的安全和稳定。

本文将从风荷载的形成机理、计算方法以及超高层建筑的结构设计等方面进行探讨。

一、风荷载的形成机理风荷载是指建筑受到风力作用产生的荷载。

风的形成是由于地球的自转和太阳的辐射造成的，其在不同地域、季节和高度的特点都不同。

风荷载的形成机理主要涉及两个因素：风速和风向。

风速是指单位时间内风流过单位横截面积的体积。

由于摩擦力和离心力的作用，风速随着高度不断增加。

因此，在高层建筑中，风速通常比地面上要高出许多倍。

风速对于建筑而言是非常重要的参数，因为它与建筑所受到的风力大小成正比关系。

风向是指风向标指向的方向。

由于地球的自转和大气的再分布，风向随着高度和时间而发生改变。

对于一个高层建筑而言，建筑的外形和朝向会影响风向对建筑的荷载大小和方向。

二、风荷载的计算方法风荷载是建筑设计中不可忽略的因素之一。

目前，一般采用按规定计算方法进行计算。

风荷载的计算需要考虑的因素包括建筑的形态、朝向、高度、地理位置、风向、风速等多个因素。

现代建筑采用空气动力学理论进行分析。

风荷载的计算方法可以分为两种：静力和动力计算。

静力计算方法是通过考虑建筑在风速作用下的平均力来直接计算风荷载，常用于一些高度较低的建筑物。

动力计算方法是通过考虑建筑的振动和波动来计算风荷载，常用于一些高层建筑。

三、超高层建筑的结构设计超高层建筑的风荷载对于结构设计来说是一个重要的考虑因素。

在结构设计中，一定要考虑到该建筑在极端风速下所受到的荷载大小和方向，并通过合理的结构设计来保证建筑的稳定和安全。

目前，对于超高层建筑的结构设计，采取了多种方法。

常用的是采用软管结构和混凝土结构的组合方式，这样可以避免传统混凝土结构所存在的某些缺陷，如大量使用钢筋和模板的成本和浪费等。

多塔高层建筑风荷载互扰效应研究

２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｎａｇｅＳｔｕｄｅｎｔｓｏｆＸｉａｎｇｔａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎｇｔａｎ４１ｌ１０５；
３．Ｂｅｉ］ｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＤｅｓｉｇｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４５；
置两种工况下的风场分布特性进行了分析，且阐明了塔楼之间风场的互扰机理．通过与风洞试验结果的对
比表明数值模拟的结果能较准确地获取多塔高层建筑结构表面风压分布，为此类建筑结构的抗风设计提
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃｓ。ＸｉａｎｇｔａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ。Ｘｉａｎｇｔａｎ４１１１０５；
Ｊｕｎ．２Ｏ１５
多塔高层建筑风荷载互扰效应研究
涂佳黄卜，梁经群。，黄橙。，石晓东，杨雷，王春磊。，张婷婷。
（１．湘潭大学土木工程与力学学院，湖南湘潭４１１１０５；２．湘潭大学学生工作处，湖南湘潭４１１１０５；
第３７卷第２期２０１５年６月

高层建筑风荷载干扰效应的数值模拟

高层建筑风荷载干扰效应的数值模拟林寅【摘要】高层建筑群体相互间距较近时,将出现风荷载相互干扰的群体效应.通过CFD数值模拟,确定了某高层建筑在群体条件下的风荷载及体型系数,为结构抗风设计提供依据.并讨论了干扰条件下的风荷载与规范建议取值的差异,为相似条件建筑的风荷载取值提供参考.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2017(043)036【总页数】3页(P45-47)【关键词】高层建筑;风荷载;干扰效应;数值模拟;体型系数【作者】林寅【作者单位】中国华西工程设计建设有限公司东莞分公司,广东东莞 523112【正文语种】中文【中图分类】TU973随着计算机科技的发展，计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)成为了结构风工程领域的重要研究手段[1]。

采用CFD模拟，可以较为准确地获得建筑结构表面的风荷载及进行相关的分析。

本文通过采用CFD计算方法，对某建筑在干扰条件下的风荷载进行数值模拟，得到建筑表面各部分的风荷载分布模式，并分析其体型系数的特点，为结构抗风设计提供依据，并为相似条件建筑的风荷载取值提供有益的参考。

1 工程概况某商业建筑由具有笋状外形的A座三角形塔楼和长宽比达到2.43的B座长方形塔楼组成，如图1所示。

该建筑西北侧毗邻某商务综合体(如图2所示)，两者形成的窄长气流通道将可能产生明显的气动干扰效应。

我国现行设计规范对气动干扰效应影响下的高层建筑风荷载取值缺少较为准确的资料，因此有必要对这类建筑的风荷载进行研究，以获得建筑表面的风荷载。

2 风荷载的数值模拟2.1 几何模型和网格划分根据工程设计方案建立数值模型，并考虑了对模拟结果可能产生显著影响的构造细节，见图3。

按阻塞比小于3%的要求，取计算流域的尺度为3 000 m(长度)×2 000 m(宽度)×1 000 m(高度)，建筑模型距离入口约1/3流域长度。

采用非结构的四面体网格进行流域离散，对建筑模型表面的网格进行加密，并采用size function控制网格尺寸由建筑模型表面向外逐步增大。

某高层建筑风荷载体型系数数值模拟分析

（２）
Ｃ３
式中，Ｇ：＼ｏｘｄ＋１Ｊｏｘ是由于平均速度梯度引起的湍动能后的产生项；是由于浮力引起的湍动能
．
的产生项，对于不可压缩流体Ｇｂ＝Ｏ；为可压湍流中脉动扩张的贡献，对于不可压缩流体ＹＭ＝Ｏ；Ｃ
摘要：采用标准ｋ－ｅ湍流模型，对南昌“ 云中城 ” 项目中高层建筑进行了风荷载数值模拟分析，得出了两座办公塔楼表面各测
点间的风压值。通过计算导出了两座塔楼的风荷载体型系数的最大绝对值，并与规范中单体建筑物的风荷载体型系数进行
了比较，得出，群体产生的湍流效应对建筑物的风荷载体型系数影响不可忽视，同时还受建筑间距的影响。
关键词：高层建筑；风荷载；体型系数；数值模拟中图分类号：ＴＵ９７３＋．１４文献标志码：Ａ
随着我国经济的快速发展及人口数量的增加，各地高层建筑物愈来愈多，当高层建筑群的间距较近时，由于漩涡的相互干扰，建筑物局部风压会显著增大。现行的《建筑结构荷载规范》（ＧＢ５００Ｏ９ — ２０１２）（以下简称《荷规》）只给出了较为规则建筑物的风载体型系数，而对于体型复杂的建筑物以及建筑群，应进行风洞试验或者数值模拟以确定其风载体型系数。与风洞试验相比，采用数值模拟分析进行抗风研究具有耗费时间少，模型的形状和尺寸不受限制，成本经济等优点。目前已有学者对群体建筑物风荷载影响进行了数值模拟研究，杨伟对两栋方形高层建筑模型在串