高层建筑顶部幕墙结构的风振控制研究

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建筑幕墙风振效应的探讨

建筑幕墙风振效应的探讨

建筑幕墙风振效应的探讨建筑幕墙是指建筑物外立面的非结构性护墙系统,通过挂接于建筑结构上,形成与主体构筑物相互独立的立面系统。

幕墙具有装饰美观、防雨、隔热、保温等功能,且能够提供较好的室内采光条件。

然而,在大风环境下,幕墙也可能面临风振效应的问题,这可能会对幕墙的稳定性和安全性产生不利影响。

本文将探讨幕墙风振效应的原因和采取的相应措施。

首先,幕墙风振效应的原因主要有两个:建筑结构与幕墙的失稳和气流的激励。

幕墙的主要负荷来自风荷载,当幕墙过大或过高时,结构可能会出现失稳,从而引起振动。

此外,大风环境下的气流作用也会对幕墙产生激励,产生一定的振动效应。

为了解决幕墙风振效应问题,需要采取一些相应的措施。

首先,通过对幕墙的结构进行合理的设计和优化,减小结构的自振频率,提高其抗风振能力。

其次,可以通过减小幕墙的面积、增加支撑结构、使用阻尼器等方式来降低幕墙的振动幅度。

此外,在幕墙的设计和施工过程中,还可以通过选择合适的材料和连接方式,确保幕墙的稳定性和安全性。

在幕墙的运行和维护过程中,也需要重视风振效应对幕墙的影响。

定期检查幕墙的结构和连接部位,发现并修复可能存在的问题,以确保幕墙的稳定性。

同时,可以合理设置风洞,进行风洞模拟试验,研究幕墙在不同风速下的振动情况,为幕墙的设计和改进提供指导。

综上所述,幕墙风振效应是一个需要重视的问题。

通过合理的设计和施工、选择合适的材料和连接方式,加强幕墙的结构稳定性和抗风振能力,可以减小幕墙的振动幅度,确保幕墙的安全性和稳定性。

此外,在幕墙的运行和维护过程中,也需要定期检查和维护幕墙的结构,以应对潜在的风振问题。

超高层建筑结构风效应的关键技术研究及其应用

超高层建筑结构风效应的关键技术研究及其应用

超高层建筑结构风效应的关键技术研究及其应用下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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高层结构屋顶构架风振控制设计与研究

高层结构屋顶构架风振控制设计与研究

Thc n / k c a
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收 稿 日期 : 0 6 0 — 9 2 0 — 3 1
显 的技 术 经 济 效 益 .
关键词 : 能阻尼片 ; 耗 风振 控 制 ; 层 结 构 ; 顶 构 架 高 屋 中 圈分 类 号 : U3 7 T 1 文献标识码 : A 文 章 编 号 :067 3 (0 6 0—5 40 10 —9 0 2 0 )40 0—5
合 景大 厦是 广州 市新 中轴 线 和商务 中心 区 ( B 的重要 标 志性建 筑. C D) 建筑 用地 面积 约 72 0m , 6 总 建 筑 面积为 1 80 0m 主楼地 上 4 层 , 下室 5层 , 顶标 高 为 1 7 1m, 中外 墙 构 架 向上 延 伸 至 0 0 , 1 地 屋 7 . 其 1 8 0m, 9 . 建筑埋 深 2 . 地 上 五层 以下 为商业 用途 , 0 8m. 五层 以上均 为办 公用 途. 下 五层 为停 车库及 设 地
控制 即控 制激 振力 幅值 不变 频率 变化情 况 下对试 件 的 响应 分 析 ; 位移 控制 即控 制试 件 激 振 点处 的位 移 幅 值不变 情况 下对 试件 的 响应分 析. 验设 备及 布置 如 图 1 图 2所示 . 试 、
表 l 阻 尼 片试 件 尺 寸
Ta . Sie o a e b1 z fd mp r
1 耗 能 阻尼 片 性 能试 验 结 果 与分 析
1 1 试 验 概 况 .
试件 采用 广 西柳 州 橡胶 厂 生产 的 耗 能阻 尼 片 , 验 用 阻尼 片 共 6片 , 试 尺寸 见 表 1 试验 中按 简 支 梁 .

高耸结构和高层建筑风振控制的等效设计风荷载的开题报告

高耸结构和高层建筑风振控制的等效设计风荷载的开题报告

高耸结构和高层建筑风振控制的等效设计风荷载的开题报告一、题目简介高耸结构和高层建筑风振控制的等效设计风荷载二、研究背景高耸结构和高层建筑在强风环境下容易受到风振的影响,导致建筑物产生振动、甚至倒塌。

因此,对这些结构进行风振控制至关重要。

在风振控制中,等效设计风荷载是一个重要的参数,可以用来模拟建筑物在不同风速下受到的风荷载。

常见的等效设计风荷载计算方法有几何相似理论、化简风场理论和CFD(计算流体力学)方法等。

这些方法各有优缺点,在实际应用中需要根据建筑物结构特点和实际情况选择合适的方法。

三、研究内容本研究的主要任务是针对高层建筑进行等效设计风荷载的研究,包括以下内容:1. 综述几种常见的等效设计风荷载计算方法,分析其适用范围和优缺点。

2. 选取一个或多个适合高层建筑的等效设计风荷载计算方法,进行计算和仿真。

3. 对比不同等效设计风荷载计算方法的计算结果和建筑物实际情况,评估其准确性和可靠性。

4. 基于等效设计风荷载计算结果,探究高层建筑风振控制方法和措施,包括调节建筑物本身结构、加装风振控制装置等。

四、研究意义本研究的主要意义在于:1. 提供高层建筑等效设计风荷载的计算方法,为工程实践提供参考和实用工具。

2. 探究高层建筑风振控制方法和措施,为建筑物的安全稳定运行提供技术支持。

3. 拓展高层建筑风振研究领域,提高建筑物抗风能力和安全性。

五、研究方法本研究采用文献综述和计算仿真相结合的方法,具体步骤如下:1. 查阅相关文献,综述常见的等效设计风荷载计算方法;2. 选取适合高层建筑的等效设计风荷载计算方法,进行计算和仿真;3. 对比不同等效设计风荷载计算方法的计算结果和建筑物实际情况,评估其准确性和可靠性;4. 基于等效设计风荷载计算结果,探究高层建筑风振控制方法和措施;5. 进行实验验证,并对研究结果进行统计和分析。

六、预期成果完成本研究后,预期可以获得以下成果:1. 针对高层建筑等效设计风荷载的计算方法;2. 高层建筑的风振控制方法和措施;3. 实验证明等效设计风荷载计算方法的准确性和可靠性。

高层建筑结构的振动控制

高层建筑结构的振动控制

高层建筑结构的振动控制随着城市化进程的加速,高层建筑的建设成为了一个普遍的趋势。

然而,高层建筑所面临的振动问题对其安全性和舒适性提出了严峻挑战。

因此,高层建筑结构的振动控制成为了一项重要的研究课题。

本文将从被动控制和主动控制两个方面探讨高层建筑结构的振动控制方法及其应用。

一、被动控制方法被动控制是指通过材料的力学性质变化来减小结构振动。

最常见的被动控制方法是添加阻尼器和减振器。

阻尼器是一种通过消耗振动能量来减小结构振动的装置。

常见的阻尼器包括摩擦阻尼器、液体阻尼器和粘弹性阻尼器。

减振器是一种通过改变结构的刚度和质量分布来减小结构振动的装置。

常见的减振器包括质量阻尼器、液体填充质量阻尼器和钢筋混凝土阻尼器。

被动控制方法简单易行,但其控制效果受到环境影响较大,不能自适应地调整控制参数。

二、主动控制方法主动控制是指通过使用传感器和执行器实时监测和调整结构振动。

主动控制方法可以实时地感知并响应结构的振动状态,可以根据结构的实际情况动态调整控制参数以达到最佳控制效果。

主动控制方法常用的技术包括阻尼控制、阻尼比控制和频率控制。

阻尼控制是通过调整阻尼器的力学参数来改变结构的耗能能力,从而减小结构的振动。

阻尼比控制是通过调整被动阻尼器和主动阻尼器的阻尼比例,以实现结构振动的有效控制。

频率控制是通过改变结构的固有频率和阻尼比来主动调整结构的振动特性。

高层建筑结构的振动控制方法有许多应用场景。

例如,在地震区域,主动控制方法可以及时应对地震振动,保护结构的完整性和人员的安全。

另外,在风区,结构的风振问题也是一个重要的挑战。

通过主动控制方法可以减小高层建筑的风振响应,提升结构的稳定性和舒适性。

还有,在交通枢纽,如桥梁和高速公路上,主动控制方法也可以应用于减小结构的振动,提升结构的使用寿命和设施的安全性。

总结起来,高层建筑结构的振动控制是一个复杂而关键的问题。

被动控制方法和主动控制方法都有各自的优缺点,应根据具体的应用场景选择合适的方法。

高层建筑的建筑物抗风设计与风力特性分析

高层建筑的建筑物抗风设计与风力特性分析

高层建筑的建筑物抗风设计与风力特性分析随着城市化的进程,高层建筑在现代城市中扮演着日益重要的角色。

然而,高层建筑的建筑物抗风设计与风力特性对其安全性至关重要。

本文将对高层建筑的抗风设计与风力特性进行分析,并探讨如何有效提高高层建筑的抗风性能。

一、风力特性分析高层建筑所处的风场环境会对其风力特性产生重大影响。

在风力特性分析中,我们需要考虑以下几个方面:1.1 风载特性风载是指风对建筑物产生的力。

风速、风向和风荷载分布是影响风载特性的三个主要因素。

通过对特定区域的风速与风向数据的收集和分析,可以准确测算风载,并为高层建筑的抗风设计提供依据。

1.2 风振特性风振是指大风作用下建筑物振动的现象。

高层建筑由于其高度较大,容易受到风振的影响,因此对风振特性的分析尤为重要。

通过建筑物结构动力学计算,可以评估风振对高层建筑结构的影响,并采取相应的防护措施。

1.3 风压分布风压分布是指风作用在建筑物表面的压力分布。

不同的建筑形式和风场条件会导致不同的风压分布特性。

通过数值模拟方法,可以计算得到高层建筑在风作用下的风压分布情况,为抗风设计提供参考依据。

二、抗风设计原则为了确保高层建筑的安全性,抗风设计需要遵循一些基本原则:2.1 结构刚度高层建筑的结构刚度是其抵御风力的重要保证。

通过采用适当的材料和合理的结构形式,可以提高建筑物的整体刚度,减小风力对其的影响。

2.2 风洞试验风洞试验是一种常用的手段,用于模拟风场对建筑物的影响。

通过风洞试验可以对设计方案进行验证和优化,提高建筑物的抗风性能。

2.3 高效减震对于高层建筑而言,减震装置的设计与使用是提高抗风性能的重要手段。

减震装置能够吸收和分散风力对建筑物的作用力,降低结构的振动幅度,提高建筑物的稳定性。

2.4 确保整体协调在高层建筑的抗风设计中,需要考虑整个建筑系统的协调性。

建筑物的结构、幕墙、立面等要素都应该相互配合,形成一个整体,以保证建筑物的抗风性能。

三、优化抗风设计针对高层建筑的抗风设计,还可以通过以下方法进一步优化:3.1 隔层减振隔层减振是在高层建筑中设置阻尼器或贮能器,利用其负反馈效应或贮能效应来减小振动。

高层建筑风效应及风振控制分析

高层建筑风效应及风振控制分析

高层建筑风效应及风振控制分析摘要:科技的发展与应用,使高层建筑被普遍应用,在设计高层建筑的时候,需要注意风效应对其的影响。

既要满足居住需求,又要满足减少振动的要求,一般高层建筑风振控制有耗能减振系统、吸振减振系统、锚索控制、主动控制与混合控制系统等。

关键词:高层建筑;风效应;风振控制随着经济的飞速发展与科学技术的广泛应用,高强度材料在高层建筑行业被普遍应用,使高层建筑与高耸结构不断出现,为建筑行业带来新的革命,也为城市居民生产生活带来了新形式。

高层建筑师在设计过程中,注意力多集中于建筑的平面功能布置、外观合理与空间的有效利用上,很少考虑到高层建筑间气流的影响问题。

如果高层建筑群之间的布局不合理,会为业主带来极大的不便。

高层建筑的主要荷载为水平风荷载,相比于地震等振动作用,风力作用频繁且持续时间长,影响力要大得多,为防止高层建筑在风力作用下出现倒塌、结构开裂等问题,必然要对高层建筑的风效应及风振控制进行合理的分析,使高层建筑结构抗风设计满足实际生活使用需求、安全需求、舒适度需求等。

一、高层建筑风效应的数值分析以高层建筑小区风效应进行分析,常见高层建筑小区的布局有三种形式:行列式、错列式和周边式,针对这三种布局的高层建筑,利用计算机进行模拟数值分析,得出高层建筑群内气流流动速度,并分析其影响度。

数据举例:行列式为4排每排4栋,共计16栋;错列式为五排交错排列,共计18栋;周边式为4排,呈口字形排列,共计12栋。

行列式错列式周边式拟定风向为正北和正西北两种,风速5m/s。

按人在1.8米位置进行计算。

其数值结果对比分析如下:(一)正北风向时:行列式第三、四排的风速达最高;错列式在第一、二列的第四排侧;周边式在第一、三列第四排。

其涡流形式,除错列式中间位置出现涡流外,其他二种不出现或很少出现。

通过对风速的变化趋势进行对比发现:三种布局风速会沿建筑高速而增大,行列式排末高层的高速区可达5.8m/s;错列式高层高速区达7.7m/s;周边区则达6.8m/s。

高层建筑风振与抗震

高层建筑风振与抗震

高层建筑风振与抗震随着城市发展和人口增长,高层建筑的数量也越来越多。

然而,高层建筑面临的一个重要问题是风振与抗震能力。

本文将重点探讨高层建筑在风振和抗震方面的挑战,并介绍一些常见的应对措施。

一、风振问题1. 高层建筑的风振现象高层建筑面临的主要挑战之一是来自风力的振动。

当风经过高楼大厦时,会造成建筑物受力,进而导致建筑物产生振动。

这种振动如果超过一定程度,会对建筑物的结构造成损害,并对居住在其中的人员的安全产生威胁。

2. 风振的影响因素风振的程度受多个因素影响,包括建筑物的高度、形状、结构材料等。

较高的建筑物面临的挑战更大,形状和结构也会对风振程度产生影响。

此外,风速和风向的变化也会对风振产生影响。

3. 风振控制的措施为了解决高层建筑的风振问题,工程师们采取了一系列的措施。

其中包括但不限于以下几点:(1) 使用较为柔韧的结构材料,如钢结构和混凝土等,以增加抗风振的能力;(2) 采用合适的结构设计,包括减小建筑物的基础面积、合理设置剪力墙等;(3) 在建筑物的顶部和侧壁设置风振控制装置,如阻尼器和质量阻尼器等,以减小振动的幅度;(4) 进行风洞试验和数值模拟,以预测建筑物在不同风速下的振动情况,并根据结果优化结构设计。

二、抗震问题1. 高层建筑的抗震需求地震是另一个威胁高层建筑安全的重要因素。

在地震发生时,建筑物会受到来自地面的振动,如果建筑物的抗震能力不足,可能会引发建筑物的倒塌,造成重大人员伤亡和财产损失。

2. 抗震设计及控制为了提高高层建筑的抗震能力,工程师们采用了多种设计和控制措施。

以下是常见的一些方法:(1) 采用适当的基础设计,包括加固地基和采用深层基桩等;(2) 增加建筑物的自重和刚性,以提高其抵抗地震力的能力;(3) 设置剪力墙和钢筋混凝土框架等抗震构件,用于分散并吸收地震力;(4) 进行地震模拟和结构分析,以评估建筑物在地震中的响应,并根据结果调整设计;(5) 严格按照抗震设计规范进行施工,确保相关措施的有效性。

建筑结构中的风振响应研究

建筑结构中的风振响应研究

建筑结构中的风振响应研究近年来,建筑工程的安全问题越来越引起人们的关注。

其中,风振响应研究成为了一个热门话题。

此次文章将对建筑结构中的风振响应研究进行探讨。

一、风振响应的概念风振响应是指建筑物在风力作用下所发生的振动。

建筑物所受风荷载的变化将引起结构振动,可能产生结构共振。

随着建筑结构的发展,越来越多的结构形式出现,这些形式的特点会影响结构的风振响应。

二、影响风振响应的因素1. 建筑结构特征:建筑结构的刚度、坚固程度和柔韧性等特征是影响建筑物风振响应的最主要因素之一。

例如,高层建筑的高度和重量是影响风振响应的重要因素。

2. 风荷载的特征:建筑物所受风荷载的变化也会影响风振响应。

例如,风速的大小、风向的变化等都会对建筑物的风振响应产生影响。

3. 地面条件:建筑物所处的地面条件也会影响风振响应。

地形、土壤的属性、地面的起伏程度等都会对结构的振动产生影响。

三、风振响应的研究手段1. 数值分析法:通过有限元分析等数值模拟方法,可以得出建筑物在不同风荷载情况下的振动,从而评估风振响应情况。

2. 实验研究法:通过建造模型、进行风洞试验等实验手段,可以模拟不同风荷载情况下建筑结构的振动,从而获取风振响应的相关数据。

3. 结构优化方法:通过对建筑结构的设计进行优化,可以达到降低风振响应的效果。

四、风振响应的对策1. 提高建筑物的刚度和抗风能力:通过提高建筑物的刚度和抗风能力,可以有效减少风振响应的产生。

2. 选择合适的结构形式:合理选择建筑物的结构形式,可以有效避免结构的风振响应。

3. 采用适当的结构优化方法:通过对建筑物的结构进行优化,可以有效降低风振响应。

总之,对于建筑结构中的风振响应研究,需要考虑多方面的因素,包括建筑结构的特征、风荷载的特征和地面条件等。

研究风振响应的手段也应包括数值分析法、实验研究法和结构优化方法等。

对建筑物进行适当的加强和优化可以有效降低风振响应,确保建筑物的安全性。

超高层建筑结构设计中的风振效应分析

超高层建筑结构设计中的风振效应分析

超高层建筑结构设计中的风振效应分析随着城市化进程的加速,越来越多的超高层建筑在各大城市拔地而起,成为城市风貌的一道亮丽风景线。

然而超高层建筑的建设过程中存在的一些问题和挑战也不容忽视。

其中之一便是超高层建筑结构设计中的风振效应分析。

本文将讨论这一话题,并探究其相关的技术和方案。

一、风振效应是什么?风振效应简单地说,就是指风对建筑结构的影响所形成的振动效应。

它在超高层建筑结构设计中的作用十分重要,因为超高层建筑一般都有较高的高度和较大的体积,结构非常复杂,而且受到风的影响非常大。

风振效应会对建筑物的安全性、舒适性和美观性产生很大的影响,因此必须加以充分考虑和控制。

二、风振效应的影响因素风振效应的产生并不是单一原因,而是由多种因素的综合影响所导致的。

其中主要包括如下几点:1. 风速及其方向:风振效应的大小和方向直接取决于风速和风向,风速越大、方向越垂直于建筑物立面,风振效应就越明显。

2. 建筑物结构:建筑物结构的特点、尺寸、高度和材料等都会影响风振效应。

比如说,塔形结构比矩形结构更易受到风的影响。

3. 地形:地形的高低起伏、周边环境等也都会影响风振效应。

比如说,环境中是否有高耸的建筑物、山岳地形等都会造成风场的扰动,增大风振效应。

三、风振效应的分析方法为了控制和减小超高层建筑结构的风振效应,必须对其进行分析和设计。

而在风振效应的分析中,目前比较常见的方法有如下几种:1. 加载系数法:即通过设定某些特定的载荷系数,来确定建筑物在不同风速和风向下的风荷载大小。

这种方法适用性广,但计算较为复杂,不太适合大规模的工程设计。

2. 数值模拟法:即利用计算机模拟风场的过程,来预测风振效应。

这种方法可以比较客观、直观地反映风场的情况,但需要进行大量的计算和实验研究,成本较高。

3. 物理模拟法:即通过模拟真实的风场环境,对建筑物进行实际的测试和验证,检测其在不同风速下的振动情况。

相比于数值模拟法,这种方法更加准确,但同时也需占用大量的实验场地和测试设备。

高层建筑结构设计中的风振问题

高层建筑结构设计中的风振问题

高层建筑结构设计中的风振问题近年来,随着城市化进程的加快和城市人口的不断增加,高层建筑的兴起成为了城市发展的标志之一。

然而,高层建筑较矮小建筑物更容易受到风力的影响,因此,高层建筑结构的稳定性成为了一个亟需解决的问题。

本文将讨论高层建筑结构设计中的风振问题,并探讨几种应对风振问题的方法。

一、风振问题的原因高层建筑的风振问题主要是由于风的作用力引起的。

当风吹过高层建筑物时,会产生气动力,这种力会使建筑物发生振动。

风振问题会导致建筑物的不稳定,甚至可能造成结构破坏。

因此,在高层建筑的结构设计中,必须考虑和解决风振问题。

二、风振问题的影响风振问题对高层建筑的影响可分为两方面:一是对建筑物自身的影响,二是对周围环境的影响。

在建筑物自身方面,风振问题会导致建筑结构的疲劳,增加结构元件的应力,从而降低建筑物的使用寿命。

同时,风振问题还会降低建筑物的抗震性能。

在周围环境方面,高层建筑的风振问题可能会引起观感问题,对周围居民的生活和工作带来不便。

此外,风振问题还可能对周围其他建筑物产生影响,甚至对城市基础设施造成损坏,对城市安全产生隐患。

三、解决风振问题的方法为了解决高层建筑结构设计中的风振问题,工程师们采取了一系列的方法和措施。

首先,在高层建筑的设计过程中,需要引入风洞试验。

通过风洞试验可以模拟真实的风场环境,获得建筑物在不同风速下的响应情况,从而优化建筑结构的设计。

其次,采用结构控制技术是解决风振问题的重要手段之一。

结构控制技术包括主动控制和被动控制两种方式。

主动控制是通过悬挂质量阻尼器、调整质量分布等方法,主动减小结构的振动。

被动控制则是通过增加结构的阻尼来抑制振动。

此外,合理的结构设计也是减轻风振问题的重要因素。

在设计过程中,应考虑到建筑物形状、重量分布等因素,以减小风对建筑物的作用力。

同时,使用抗风材料和采取合理的结构布局也能有效降低风振问题。

最后,对于已经建造的高层建筑,定期维护和检查是必不可少的。

浅谈高层建筑结构风荷载及抗风设计

浅谈高层建筑结构风荷载及抗风设计

浅谈高层建筑结构风荷载及抗风设计摘要:风荷载与高层建筑的安全和使用有着密切关系,过大的侧向位移会使结构产生过大的附加内力,这种内力与位移成正比,附加内力越大位移越大,以致形成恶性循环,可能导致或者加速建筑物的倒塌。

过大的侧向变形也会导致结构性的损坏或者裂缝,从而危及结构的正常使用,影响人们的生活和工作,本文简要介绍了风的起因、特性、风荷载的计算,以及高层建筑结构抗风设计。

关键词:风荷载;高层建筑;体型;抗风设计一、风荷载1、风的特性风是由于气压分布不均引起空气流动的结果,随着建筑物高度的增加,风速也会随之产生变化。

当气流遇到建筑物时,在建筑物表面产生吸力或者压力,即形成风荷载。

风荷载的大小主要与近地风的性质、风速、风向有关,也与建筑物的高度、形状和地表状况有关。

风荷载是由于建筑物阻塞大气边层气流运动而引起的,风荷载的特点有以下几点:1、风荷载与空间位置、时间有关,并且还受到地形、地貌、周围建筑环境的影响,具有不确定性;2、风荷载与建筑物的外形有关,建筑物不同部位对风的敏感程度不同;3、对于具有显著非线性特征的结构,风荷载可能会产生流固耦合反应;4、脉动风的强度、频率、风向是随机的,具有不确定性;5、风荷载具有静力和动力双重特点,动力部分即脉动风的作用会引起高层建筑物的振动。

建筑物风荷载主要包括三部分:平均风压产生的平均力、脉动风压产生的随机脉动力、由于风引起建筑物振动产生的惯性力。

2、风荷载的计算我国规范GB50009-2012《建筑结构荷载规范》规定,垂直于建筑物表面的风荷载标准值应按下式计算式中:为风荷载标准值(KN/m2);为高度Z处的风振系数;为风荷载体型系数;为风压高度变化系数;为基本风压(KN/m2);基本风压与高层建筑结构的安全性、经济性、适用性有着密切关系,基本风压的确定方法和重现期关系到建筑结构在风荷载作用下的安全。

我国确定风压的方法包括对观测场地、风速仪的类型和高度以及统计方法的规定,重现期为50年的风压为基本风压。

高层建筑顶部悬挑飘板幕墙风振响应分析

高层建筑顶部悬挑飘板幕墙风振响应分析

高层建筑顶部悬挑飘板幕墙风振响应分析颜振亚;董军;彭洋【摘要】越来越多的高层建筑在其顶部设置了外形美观的悬挑飘板幕墙.采用频域内的风振响应谱分析方法,对高层建筑顶部悬挑平飘板幕墙简化模型的风振响应进行了分析.探讨了水平脉动风速谱、飘板所处高度和飘板刚度三个参数对其结构位移风振响应及风振系数的影响,以供实际工程设计参考.计算结果表明:不同风速谱计算所得风振响应相差较大,最大达到113.2%;风振系数相差较大,最大达到60.1%;不同飘板高度所得风振响应相差较大,最大达到80.0%.但风振系数相差不大,在17.0%之内.不同的刚度所得风振响应相差较大,最大达到22.5%,但风振系数相差不大,最大仅为1.5%.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2015(015)019【总页数】6页(P159-164)【关键词】高层建筑;悬挑幕墙结构;风振响应;风振系数【作者】颜振亚;董军;彭洋【作者单位】南京工业大学土木工程学院,南京211816;南京工业大学土木工程学院,南京211816;南京工业大学土木工程学院,南京211816【正文语种】中文【中图分类】TU393.3;TU311.3随着经济建设的发展和科学技术的进步,近年来沿海经济发达地区涌现了大量的高层建筑,在高层建筑中常因建筑外观的需要,在其顶部设置了外形美观的悬挑飘板幕墙结构;淮安、苏州某高层建筑在顶部设置了悬挑飘板幕墙(图1)。

采取风洞试验研究对于这种附属结构显然是不经济的,所以探讨一种简化设计方法成为这类工程急需解决的问题。

分析表明,风荷载是飘板设计的控制荷载。

飘板前侧来流时,由于高层建筑及其上部突出物的阻滞效应,导致飘板下表面存在较为明显的正风压,与上表面气流分离作用产生的风吸力叠加后,下顶上吸的荷载状况对飘板幕墙结构产生较强的掀覆作用。

此种风荷载作用模式与体育场看台挑篷结构相同,国内外对于体育场看台挑篷已有相当成熟的研究,可用于飘板结构的设计借鉴;但由于飘板结构处于高空,风速谱等设计参数不定,又成为飘板与挑篷结构在设计上不同的地方。

【金新阳】新荷载规范中超高层建筑的横风向及扭转风振解析

【金新阳】新荷载规范中超高层建筑的横风向及扭转风振解析

新荷载规范中【超高层建筑】的横风向及扭转风振金新阳1陈晓明肖丽杨志勇黄吉锋(中国建筑科学研究院,北京100013)提要基于《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)矩形平面结构横风向与扭转风振的计算方法,结合PKPM软件,讨论了结构高宽比、深宽比、周期、阻尼比等参数对等效风荷载计算结果的影响以及规范中相关计算方法的适用范围,为设计人员采用新荷载规范计算横风向与扭转风振提供支持。

关键词荷载规范,横风向风振,扭转风振,PKPM1.引言相对于上一版规范GB50009-2001(以下简称2001规范),《建筑结构荷载规范》GB50009-2012(以下简称2012规范)对风荷载的计算方法做了较大的修改。

其中不仅调整了【风压高度变化系数】和【体型系数】等静力计算内容,而且对【风振计算的内容与方法】做了大量的改进和完善工作,这其中包括:●修改了顺风向风振系数的计算表达式和计算参数;●增加了大跨度屋盖结构风振计算的原则规定;●增加了横风向和扭转风振等效风荷载计算的规定;●增加了顺风向风荷载、横风向及扭转风振等效风荷载组合工况的规定;●增加高层建筑结构顺风向及横风向风振加速度计算等内容。

在风荷载的计算中,除了少数工程通过风洞试验获得数据以外,大多数工程仍需要借助于软件的自动计算功能,这就需要由工程人员自行确定相关的参数。

由于2012规范中风荷载计算涉及的参数较2001规范明显增多,且计算方法变得更加复杂,使得参数的选择和对计算结果的定性校核变得比较困难,因此有必要对各参数的选择和主要参数对计算结果的影响进行详细的分析讨论。

在本文中,依据2012规范提供的计算方法,结合PKPM的软件,讨论了不同的参数设置和结构的特征对计算结果的影响,并对规范中的重要条文,如适用范围等进行了重点探讨。

2.矩形平面结构的【横风向风振】按2012规范8.5.1条,“对于横风向风振作用效应明显的高层建筑以及细长圆形截面构筑物,宜考虑横风向风振的影响。

高层建筑风敏感性及风振控制方法简述

高层建筑风敏感性及风振控制方法简述

高层建筑风敏感性及风振控制方法简述xxx(南京航空航天大学航空宇航学院土木工程系,南京,210016)摘要:针对高层建筑结构的抗风特性,在考虑风荷载的影响因素及特点基础上,根据结构风振分析的基本理论,就脉动风荷载特性与结构动力特性进行分析,并引出结构风敏感度的概念。

通过对风敏感度分析,验证了部分相关理论的可靠性,能在一定程度上反映结构的风振响应本质特征,实现了对结构风敏感度问题的客观、定量描述。

同时,介绍了常用抗风设计控制方法,引出了高层建筑结构抗风设计的一些原则和舒适性条件。

关键词:风荷载;风敏感度;风振特征;抗风控制方法;舒适性Wind-sensitivity and wind-resistant controlof high-rise structureYu Chaofan(School of Civil Engineering, College of Aeronautice and Space,Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing, 210016, China)Abstract: In consideration of the wind-resistant characteristics of high-rise structure, factors and features of wind load are of great significance in the structural vibration analysis. According to the basic theory, while analyzing the characteristics of fluctuating wind load and structural dynamic, it smoothly draws out the concept of wind-sensitivity. Besides, through the analysis of wind-sensitivity, it verifies that the related theories are of reliability, which reflects the essential characteristics of wind-induced response. And it describes the problems about wind-sensitivity objectively and quantitively. At the same time, some common control method of wind design are also introduced, in wich it leads to some principles of wind design and comfort conditions of high-rise structure.Key words: wind load; wind-sensitivity;characteristics of wind vibration; wind-resistant control; sense of comfort引言近年,我国兴建了许多的高层建筑结构,为众多城市抹上一份不同的色彩。

浅谈高层建筑结构自振周期控制

浅谈高层建筑结构自振周期控制

浅谈高层建筑结构自振周期控制摘要:高层建筑结构设计不仅要满足构件承载力的计算,而且要保证建筑结构整体刚度,满足位移和周期比的要求。

高层建筑结构的自振周期是高层建筑结构在设计过程中的一个重要参数。

是判断高层建筑结构设计是否合理的一个重要依据。

本文结合自己多年结构设计经验,对结构主自振周期的判定、周期比值等进行了分析,以便合理控制结构的扭转刚度,保证结构的整体稳定性。

关键词:主自振周期;周期比;刚度引言:《高层建筑混凝土结构设计规程》(JGJ3—2010)第 3.4.5 条规定:结构平面布置应减少扭转的影响。

结构扭转为主的第一自振周期 Tt与平动为主的第一自振周期 T1之比,A 级高度高层建筑不应大于 0.9,B 级高度高层建筑、超过 A 级高度的混合结构及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。

《高规》用周期比要求结构的平面布置以增强结构的抗扭能力,周期比不满足要求说明结构的扭转效应明显,即结构平面布置不合理,下面对如何确定结构的 T?t、T1 及比值进行分析。

1 高层建筑结构主自振周期的判定方法结构的基本自振周期决定于多方而因素。

如建筑物的高宽比、结构形式、平面布置、建筑物层数等。

在不同的荷载作用下结构的自振周期并不是一个常数,而是随着结构变形的改变而变化。

高层建筑结构体系是一个空间体系,振动形式十分复杂。

结构的自振周期短则刚度强,反之则刚度弱。

主自振周期是对结构影响较大的低阶周期,一般指前三振型对应的周期。

1.1通过计算振型方向因子判定《高规》3.4.5 的条文解释:扭转偶联振动的主振型,可以通过计算振型方向因子来判断,在两个平动和一个转动构成的三个方向因子中,当扭转方向因子大于 0.5 时,则该振型可认为是扭转为主的振型。

以上条文说明明确给出了判断扭转振型的方法,平动振型即为平动因子大于 0.5 时所对应的振型。

这种方法能准确判定高阶振型,对判定第一自振周期的振型是不够精确的,从结构整体计算软件生成结构整体空间振动简图中可以明显看出,即使主平动方向因子达到 0.6、0.7 时结构的扭转效应也非常明显,只有因子达到 0.9 以上时结构的扭转效应才会很小。

高层建筑风振加速度计算、计算案例、风振控制系统性能参数的确定

高层建筑风振加速度计算、计算案例、风振控制系统性能参数的确定
0.577
0.560
0.607
9.71E+05
9.16E+05
3.96E+08
21
办公
88.05
2.93E+06
1.08E+09
0.548
0.528
0.578
8.80E+05
8.16E+05
3.60E+08
20
办公
83.95
2.94E+06
1.08E+09
0.519
0.495
0.549
7.92E+05
——建筑顶部H处风速(m/s),按本规程式(A.1.1-2)计算;
——建筑平面进深(m);
——建筑平面宽度(m);
——建筑平面进深 和建筑平面宽度 取大值(m)。
A.3.5
(A.1.7)
式中:
——楼层总数;
——第 层扭转向惯性矩(kgm2);
——第 层扭转向一阶振型系数。
【条文说明】当无法获得实际振型系数 、 、 时,可取 进行计算,其中 为 层高度。
附录A
A.1 顺风向风振加速度计算
A.1.1
(A.1.1-1)
(A.1.1-2)
式中:
——建筑顶部H处风速(m/s);
——风压高度变化系数;
——重现期为R年的风压(kN/㎡);
——空气密度(kg/m³)。
【条文说明】根据《建筑结构荷载规范》(DBJ 15-101-2014),风压高度变化系数如下
其中:
——第 层Y轴方向一阶振型系数;
——第 层扭转(Z轴)方向惯性矩(kgm2);
——第 层扭转(Z轴)方向一阶振型系数。

某高层建筑(100米以下)横风向风振探讨

某高层建筑(100米以下)横风向风振探讨

某高层建筑(100米以下)横风向风振探讨发布时间:2021-07-26T04:51:40.289Z 来源:《房地产世界》2021年5期作者:耿奇杰[导读] 根据高层建筑混凝土结构技术规程,我们发现:高层建筑一般受横风向振动作用比较大,所以在结构设计时不应忽略横风向风振的作用。

但是否所有的高层建筑都需要考虑横风向风振的影响?这个问题比较复杂,正常来讲,高层建筑的高宽比H/D、总高度H、结构本身的自振频率等都会影响到横风向风振,除此自外,结构设计师的工程经验、当地类似项目的资料也可以用来判断分析横风向风振的影响。

耿奇杰江苏环盛建设工程有限公司江苏南京 210000摘要:根据高层建筑混凝土结构技术规程,我们发现:高层建筑一般受横风向振动作用比较大,所以在结构设计时不应忽略横风向风振的作用。

但是否所有的高层建筑都需要考虑横风向风振的影响?这个问题比较复杂,正常来讲,高层建筑的高宽比H/D、总高度H、结构本身的自振频率等都会影响到横风向风振,除此自外,结构设计师的工程经验、当地类似项目的资料也可以用来判断分析横风向风振的影响。

根据荷载规范,建筑高度、高宽比可以用来作为判断建筑物是否需要考虑横风向风振的影响的直观依据。

100米以下的高层住宅是我们经常遇到的一种结构形式,本文就此类建筑是否需要考虑横风向风振影响进行分析探讨。

分析建议:体型规则的一般高层住宅结构不需要考虑横风向风振的影响,本结论可为类似工程设计提供相应的经验。

关键词:横风向风振;高宽比正文:某项目抗震设防烈度为7度,其场地土类别为Ⅱ类,基本风压为0.35KN/,地面粗糙类别为确定为B类,。

其中一栋高层建筑A为地下一层,地上26层,总高约77米,地下室顶板作为结构的嵌固端,为高层剪力墙结构,平面长度约60米,宽度约15米,高宽比为5.2,垂直方向体型连续无突变,如下图1所示:图3 考虑横风向风振作用梁配筋图表一图6 考虑横风向风振作用梁配筋图表二仔细对比以上两种情况并研究相关的规范和资料,笔者发现,盈建科结构设计软件计算横风向风振作用的方法基于建筑结构荷载规范附录H.2节。

风工程中高楼大厦气流影响效应实验分析

风工程中高楼大厦气流影响效应实验分析

风工程中高楼大厦气流影响效应实验分析高楼大厦是现代城市的标志性建筑,随着城市的发展,高楼大厦的数量和高度不断增加。

然而,高楼大厦所带来的气流影响效应却是一个值得关注的问题。

风工程中的气流影响效应实验分析是研究高楼大厦对周围气流的影响以及对人们生活和工作环境的影响的重要方法。

在高楼大厦周围,由于建筑物的形状和高度限制了气流的自由流动,形成了所谓的“风景观”。

气流经过高楼大厦时,会发生湍流和局部增强,从而对建筑物及其周围环境产生一定的影响。

气流影响效应主要体现在以下几个方面:首先是对高楼大厦结构的影响。

高楼大厦作为一个复杂的结构体系,其在面对外部风力时的受力情况需要进行全面的分析。

气流影响效应实验可以通过采集风速和压力等数据,对高楼大厦结构进行力学分析,从而确定建筑物的稳定性和安全性。

其次是对建筑物周围环境的影响。

高楼大厦所产生的气流影响不仅仅局限于建筑物本身,还会对其周围环境产生一定的影响。

例如,高楼大厦所产生的气流可能会导致道路上的风速增大,影响行人的行走安全性;同时,气流的局部增强也可能对附近建筑物和绿化造成破坏。

因此,通过气流影响效应实验,可以对高楼大厦周围环境的风险进行评估,并采取相应的措施来减轻影响。

此外,气流影响效应还与建筑物的能耗和舒适度有关。

在高楼大厦中,气流的流动会影响室内外温度的分布,从而对能耗和室内舒适度产生影响。

通过气流影响效应实验,可以研究不同形状和高度的建筑物对风的阻挡效果,进而优化建筑设计,降低能耗,并提高人的舒适感。

针对高楼大厦中气流影响效应的研究,可以通过多种不同的实验方法进行分析和探究。

首先,可以利用风洞实验来模拟不同风速下高楼大厦的受力情况。

风洞实验可以通过模拟不同风速和风向的条件,测量建筑物表面的压力分布和风速分布等参数,进而对建筑物的结构进行评估。

这种实验方法可以提供较为准确的数据和可视化的结果,并且可以在不同条件下进行多次重复实验,提高结果的可靠性。

其次,可以利用计算流体力学(CFD)模拟来研究气流影响效应。

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收稿日期: (##$Q"" Q#& 基金项目: 国家自然科学基金重大国际合作项目( ’#’(#"&#(-$) 作者简介: 涂建维 ( "-)’ % ) , 男, 副教授, 武汉人, 主要 研究道路桥 梁 与结构工程。
<= 顶部幕墙结构的风效应
<> <= 风荷载的模拟 ! ! 平均风荷载可用如下公式计算 ( 0 ! 1 !2 ( # (") 其中 ( # 为基本风压, ! 1 为体型系数。由此可产 生 作用在主楼迎风面各楼层处及顶部幕墙结构迎风面 桁架各节点处的平均风力。 根据高耸结构的风致振动理论可知, 高层建筑 迎风面沿竖向各楼层处作用的脉动风力是一组具有 零均值的高斯平稳随机过程向量。它具有如下的功 率谱密度函数矩阵 [ 3{4} ( ") ] 0[ 3 4 ] 3 ( ") 5 (() 其中 3 ( 为规格化的 S9J4GP:;< 谱, [34 ] 为 . T. 5 ") 阶常量矩阵 ( . 为结 构楼层总数) , 它 的第 $ 行 第 6 列的元素为 3 4$ 6 0 # $ 6 4 $ 4 6 (&) 式中 # $ 6 0 4UP 7 8 2 $ 7 2 6 8 为脉 动风力的竖向 相 $# ! ! ! ( 干函 ; 4 $ 0 5 $ 1$ 2$ # !-$ 。 !
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! ! 按照随机过程理论, 高层建筑迎风面沿竖向各 楼层处脉动风力的样本 (时程曲线) 可用下述三角 级数产生
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力向量, 因此我们可以应用常规的有限元分析程序 或结构分析程序来求取结构的平均风响应。 由于结构脉动风力对结构的作用是动力的, 因 此我们将模拟产生的脉动风力样本向量作为输入, 采用直接动力法计算结构脉动 风振响应的时 程曲 线, 并获取结构脉动风振响应的最大值作为设计的 依据。 根据实际高层建筑的结构形式, 我们对脉动风 振响应采用了 “ 主体结构层模型—顶部幕墙结构杆 系模型” 的结构动力分析模型, 详见图 " 所示。
高层建筑顶部幕墙结构的风振控制研究
! ! 文章编号: "##$ % "&’’ ((##) ) #* % #"#& % #*
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高 层 建 筑 顶 部 幕 墙 结 构 的 风 振 控 制 研 究
涂建维,瞿伟廉,王锦文
(武汉理工大学 道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室, 武汉 *&##)# )
! ! 摘! 要: 考 虑主体结构与顶部幕墙结构的相互作 用, 采 用主体 结构层 模型—顶部 幕墙结构 杆系模 型分析 结构 的风效应和顶部幕墙的风振鞭梢效应, 应用 增设内 置式 粘弹性 阻尼 器支撑 的控 制方法 来减 小顶 部幕墙 的风 振响 应。通过对一栋 *( 层的高层建筑的计算分析表明: 采用内置式粘弹性阻尼器支 撑后, 大大地降低 顶部幕墙 结构的 风振位移, 为防 止顶部玻璃幕墙的掉落增加可靠性。 关键词: 振 动与波; 粘弹性阻尼器;高层建筑; 风振控制;鞭梢效应 中图分类号: +,-)& . / ("&! ! ! 文献标 识码: 0
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