结构风工程研究进展

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土木工程结构风场实测及新技术研究的进展

摘要：土木工程结构风场实测结果是掌握结构风荷载作用机理和结构动力响应及破坏机理最直接的资料，也是
修正现有试验方法和理论模型最为权威的依据。简要回顾了具有高柔低阻尼特性的高层建筑和高耸结构、度桥梁和大跨大跨空间结构的发展，分析了土木工程风场实测对于结构抗风设计的重要意义。对土木Ｔ程风场实测及实测新技术的研究进展进行了综述， … 丁无线传感网络用于土木＿程风场实测需要解决的关键技术问题。提ｒ关键词：土木丁程结构；茼载；风台；场实测；技术；线传感网络风新无
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第２７卷第ｌＯ期
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＲＡＴＯＮＡＮＤＳＢＩＨＯＣＫ
土木工程结构风场实测及新技术研究的进展
申建红，李春祥
（．岛理学土木学院，岛１青ｒ大青２６２；．海大学土木系，６５０２上上海２０７）００２
高致使结构风荷载的设计和风致振动响应的估计与控制成为结构工程设计面临的主要问题。国内外关于地
震作用下高层建筑结构响应、损失识别及结构安全等方面的研究远多于对频繁风荷载作用下结构的风致振动响应、劳损伤及舒适度设计的关注。疲风洞试验是土木一抗风研究依靠的主要手段和ｒ程

建筑结构风致内压的研究进展

通过分析内压控制方程、影响因素以及研究方法中所存在的流经建筑物表面的孔隙、主开洞及其引起的柔性结
门窗突然破坏，流涌入室内，气导关键词：建筑结构；风致内压；洞试验；现场实测；计算致飞掷物的撞击，风
流体动力学模拟
致内压的研究进展，列举了各国风荷载规范对内压的描述．问题，出了当前内压研究中的不足，提出了进一步研究指并
的建议．
强风作用下，建筑结构的风荷载不仅取决于结构外表面的风压分布，内压的作用也不容忽视．流气构变形均可导致结构内压的变化，中建筑物存在其主开洞时的脉动内压变化尤为重要．强风中由于风
规范对内压的描述等方面对风致内压作了全面的回顾与评述，以期人们对内压有一个较为深刻的认识，最后指出了目前风致内压研究中存在的一些问题，
以及进一步研究的建议与方法．
ｉｃｕｉｇｕｌｉｇｆｅｉｉｔ，Ｈｅｍｈｌｒｓｎｎｅｆｃ，ｎｌｄｎｂｉｎｌｘｂｌｙｄｉｌｏｔｚｅｏａｔｆｅｔ编号：２３３４（０１１—４４００５ —７Ｘ２１）０１３ —７
ＤＩｉ．９９ｊｉｎ０５ —７ｘ２１．００４Ｏ：０３６／．ｓ．２３３４．０１１．０ｓ
建筑结构风致内压的研究进展
ｉｔｒｅｅｆｅｔａｄｉｔｒａａｔｔｎｎｒｅｉｗｅａｄａｎｅｆｒｒｅｆｃｎｎｅｎｌｒｉｉｉｇａｅｒｖｅｄ，ｎｐｏｃｍｐｅｅｓｖｕｖｙｉｒｓｎｅｒｍｈｓｅｔｆｗｉｄｏｒｈｎｉｅｓｒｅｓｐｅｅｔｄｆｏｔｅａｐｃｓｏｎｔｎｅｔｓ，ｆｅｄｍｅｓｒｍｅｔａｄｃｍｐｔｔｎｌｆｉｕｎｌｅｔｉｌａｕｅｎｎｏｕａｉａｏｌｄｕｄｎｍｉｓ（Ｄ）ｎｍｅｉａｉｌｔｎ．ｅｃｉｔｎｏｎｅｎｌｙａｃＣＦｕｒｃｌｓｍｕａｉＤｓｒｐｉｆｉｔｒａｏｏ

第十六届全国结构风工程大会报告和分组报告安排

大跨度桥梁 1（7 篇）主持人：刘庆宽黄国庆
华东沿海地区台风风廓线特征的观测事实与分析
方平治、赵兵科、鲁小琴、梁旭东、汤杰
基于风洞试验和 CFD 数值模拟的密集建筑群行人高度风环境
研究李秋胜、李毅、闫渤文开阔地貌台风风场现场实测与
风洞试验应用研究陈伏彬、李秋胜、胡尚瑜、宋
丽莉、傅学怡主被动湍流混合作用的台风场涡旋边界层风速谱特征研究李利孝、肖仪清、周超英、宋
分会场一钝体空气动力学（6 篇）
主持人：何旭辉李永乐
展向剪切流作用下斜置圆柱绕流特性研究杜晓庆、费陈杰、况中华、赵燕
三维方柱流场及风压分布试验研究马文勇、刘庆宽、侯丽倩、刘小兵
基于 POD 方法识别有限长钝体尾流形态王汉封、徐胜金
有限长正方形棱柱尾流中 Karman 涡街的间歇性
王启文、徐萌霞、王汉封
洞试验研究
验研究
李志国、曾加东、李明水
李永乐、向活跃、廖海黎
铁路桥梁钢桁架主梁气动参数
研究之一：静风系数
马存明、邓斌、李龙安
第十六届全国结构风工程大会报告和分组报告安排
时间 8： 30-10:00
8:30
8:45
9:00
9:15
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9:45 10:00-10:
15 10:15-11:
45 10:15
测风塔体对测风数据的影响王丙兰、宋丽莉、陈雯超
“梅花”台风湍流特性垂直分布的实测与分析
姜瑜君、宋丽莉、黄思源、王丙兰
高层建筑群行人高度风环境舒适度评估
杨立国、陈凯、金海
利通广场实测风特性与风致振动分析
吴玖荣、潘旭光、傅继阳、徐安
高阶振型下风荷载的推导邱晖、王建磊

现代木结构研究进展

现代木结构研究进展引言随着社会对绿色、低碳和可持续发展日益增长的需求，现代木结构研究得到了越来越多的。

木结构建筑因其环保、节能、舒适等诸多优势，成为了当今建筑领域的研究热点。

本文将概述现代木结构研究的现状、进展及未来发展方向，以期为相关领域的研究提供参考。

现状分析1、现代木结构的概念和特点现代木结构是指采用高性能木材或木质复合材料作为主要结构材料，经过设计、加工和组装，建造出的具有较高承载力和耐久性的建筑。

现代木结构具有节能、环保、舒适、施工周期短等诸多优势，符合绿色建筑和可持续发展的要求。

2、现代木结构研究的范围和领域现代木结构研究涉及多个学科领域，包括木材科学、结构工程、建筑设计、材料学等。

研究范围广泛，既包括基础理论研究，如木材的力学性能、防腐防火技术等，又包括应用研究，如新型木结构建筑的设计、建造与维护等。

3、现代木结构研究的成果和不足近年来，现代木结构研究取得了一系列重要成果。

例如，高性能木材和木质复合材料的研发，提高了木结构的承载能力和耐久性；新型木结构建筑的设计和施工技术也得到了不断创新。

然而，现代木结构研究还存在一些不足，如对木材资源的可持续利用问题、木结构建筑的防火防潮问题等还需进一步研究。

研究进展1、古代木结构建筑的研究通过对古代木结构建筑的研究，可以深入了解传统木结构的构造特点、力学性能和历史文化价值。

这些研究为现代木结构的设计和建造提供了宝贵的经验和启示。

2、现代木结构建筑的理论研究和实践现代木结构建筑的理论研究主要包括木材的力学性能、木结构的连接方式、新型木结构形式的设计等方面的研究。

同时，随着计算机辅助设计（CAD）、有限元分析（FEA）等技术的应用，现代木结构建筑的设计和建造水平得到了显著提高。

在实践方面，现代木结构建筑广泛应用于住宅、办公楼、学校、桥梁等各类建筑中。

例如，加拿大温哥华的Wood Innovation Center，采用创新的木结构设计和施工方法，展示了现代木结构建筑的卓越性能和美观效果。

土木工程随机风场数值模拟研究的进展

力分布，重要的是，将使结构产生动力失稳现象，更从而极大地降低结构实际的极限承载力。因此重大工程
结构在风荷载作用下的动力响应特性研究越来越受到学术界和工程界的关注与重视＿。对结构进行风振３一的分析一般是在频域或时域范围内进行。频域法只能
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第２７卷第９期
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ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＯＮＩＡＮＤＳＨＯＣＫ
土木工程随机风场数值模拟研究的进展
李锦华，李春祥
（海大学土木工程系，上海上２０７）００２
的脉动风，使上述结构可能发生顺风向振动、风向将横
１风的基本特性
１１风的概述．
驰振、旋涡脱落、转发散振动及其它耦合振动等形式扭
的风致随机振动。这些形式的振动不仅影响结构的内
大气边界层内风特性的研究是风工程研究的基
纳，回顾结构风工程中风
大跨空间结构、高层高耸、塔桅结构（拉线式桅杆、如电视塔、囱等）大跨度桥梁结构而言，荷载比地震烟和风荷载还显得重要，常起到主要甚至决定性的作用。常
特性分为平均风特性和脉动风特性来进行研究。风速观测记录表明：在较平阔的地形中，场中某一点的风风速可以分为风场内大气流动的平均速度和在此点的紊

高层建筑风荷载研究成果的述评

关键词：高层建筑；风荷载；干扰效应
中图分类号：Ｕ７．１Ｔ９３２３文献标识码：Ａ文章编号：０８—１３（０７００４０１０９３２０）４— ０７－５
Ａｐｌａｉｎａｄｒｓａｃｎｗｉｄｌａｆｔｌｂｌｉｇｐｉｔｏｎｅｅｒｈｏｎｏｄｏａｌｕｉｎｃｄ
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第３３卷第４期２００７年８月
四川建筑科学研究
ＳｃｕｎＢｉｉｇＳｉｎｅｉｈａｕｌｎｃｅｃｄ４７
高层建筑风荷载研究成果的述评
熊曜，王汝恒，伟佟
（西南科技大学土木工程学院，四川绵阳６１０）２０２
ｖｒｉｎｆａｔｏａｙｉｇｔｅｄｎｍｉｅｐｎｅｏａｌｂｉｉｇｎｎｕｎｈａｅｙｓｄｎｔｅｗｎｏｄｏｕｌｉｇｅｙｓｇｉｃｎｒａｌｚｈｙａｃｒｓｏｓｆｔｌｕｌｎｓａｄｅｓｒｇｔｅｓｆｔｂｔｙｉｈｉｆｎｎｄｉｙｕｉｄｌａｆｂｄｎｓｉ
下建筑物结构的安全性与居住者的舒适性，国内外
开展了不少这方面的研究，展形成了一门崭新的发学科 —— 结构风工程，研究成果相对于高层建筑其结构而言，要可以归纳为３个方面：主高层建筑表面风荷载研究、高层建筑风致响应研究、高层建筑风荷

建筑结构设计文献综述范文3000字

建筑结构设计文献综述范文3000字1.引言建筑结构设计是建筑工程中的重要环节，其质量直接关系到建筑物的安全性和使用寿命。

近年来，随着科技的进步和建筑工程的发展，建筑结构设计领域也取得了许多新的突破和进展。

本文通过综述相关文献，对建筑结构设计的发展趋势、研究方法和应用领域进行了总结和分析，旨在为相关研究提供参考和借鉴。

2.建筑结构设计的发展趋势建筑结构设计的发展趋势主要体现在以下几个方面：2.1 结构形式的多样化传统的建筑结构设计主要以钢筋混凝土结构为主，但随着新材料和新技术的不断涌现，建筑结构形式也变得越来越多样化。

例如，钢结构、木结构、复合结构等新型结构形式的应用不断增加，为建筑结构设计带来了更多的选择。

2.2 结构优化的智能化随着计算机技术和优化算法的发展，结构优化的智能化越来越成为建筑结构设计的重要方向。

通过建立合理的优化模型，结合计算机模拟和智能算法，可以实现结构设计的自动化和智能化，提高设计效率和优化结构性能。

2.3 结构性能的综合评价在建筑结构设计中，除了满足强度和稳定性的要求外，还需要考虑结构的刚度、振动特性、耐久性等方面的性能。

因此，结构性能的综合评价也成为建筑结构设计的重要内容。

通过建立合理的评价指标和评价方法，可以全面地评估结构的性能，并为设计提供科学依据。

3.建筑结构设计的研究方法建筑结构设计的研究方法主要包括理论分析、数值模拟和实验研究等几个方面。

3.1 理论分析理论分析是建筑结构设计的基础，通过建立合理的数学模型和力学方程，可以对结构进行静力和动力的分析。

理论分析方法的优点是简洁、准确，可以为结构设计提供重要的理论依据。

3.2 数值模拟数值模拟是近年来建筑结构设计的重要研究方法之一，通过建立结构的数值模型，利用计算机模拟方法对结构进行力学分析。

数值模拟方法的优点是可以考虑更加复杂的结构和载荷情况，可以对结构的性能进行全面的评估。

3.3 实验研究实验研究是对建筑结构设计的验证和验证的重要手段，通过对结构的物理模型进行实验，可以验证理论分析和数值模拟的结果，提高结构设计的可靠性和精度。

膜结构风荷载和风致响应研究进展

速是１８ｍｈ而事故发生当天的最大风速记录只有２ｋ／，８ｋ／（０ｍｈ杨庆山，０２３。韩国为２０２０Ｌ）０２世界杯建造
的济州岛体育馆（ｈｊＷｏｄＣｐＳｄｍ）Ｃｅｒｕｔｉ的膜屋盖ｕｌａｕ曾先后两次在台风袭击下出现膜材撕裂的现象。国内亦有一些膜结构被风撕毁的报道。尽管如找形、力静荷载分析、裁剪等一系列膜结构设计的问题都已经取得长足的进展（ａｅＨｂｒ＆Ａｅ，９２ｅａｉｅａ．ｂｌ１８；Ｕｔｔ１，ｎ
２０００；Ｂｌｔｉｇｒ＆ｅｚｎｅＲａｍｍｂ，２０１；Ｍａｒｎ＆０ｕｉＭｏｒｔｏ，
图１丹佛国际新机场
１９；ｈａａａａ１９）但和高层、９８Ｓｉｄ＆Ｔｄ，１，ｍ９高耸、桥梁结构相比较，膜结构至今仍没有一套令人满意的风致振动分析方法，能满足设计和使用的需要。这种状况不近几年来正逐步受到了工程界的关注。本文从风洞试验、振响应计算和风荷载数值模风拟这三个主要方面总结了膜结构抗风研究的研究状况，指出了存在的问题，并讨论了值得研究的方向。
第一作者顾
明男，教授，５年８１７９月生
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振动与冲击
２００６年第２５卷
的脉动风压不但与来流的湍流特征有关，且因流动而
分离、旋涡迁移和再附，受到特征湍流的影响。膜材料不具有弯曲刚度，面刚度主要由预张力膜和互反曲面所构成的几何刚度提供，膜结构通常为典型的大变形柔性体系，许多基于频域的随机振动分析：疗法不再适用。由于膜结构在风荷载下的振动幅度比较大，结构运动将影响周围风场从而改变作用于结构的风荷载，在风与结构的相互作用，即气动弹性效应。结构分析时不再仅仅针对其自身，而是结构和风相互作用所

微型风力发电系统的研究与应用

微型风力发电系统的研究与应用近年来，随着全球气候变化问题日益严重，清洁能源的发展已经成为全球范围内的热门话题。

在各种清洁能源技术中，风能被认为是一种非常有潜力的可再生能源。

风力发电系统作为一种利用风能转换为电能的装置，一直受到广泛关注。

微型风力发电系统作为风力发电系统的一种变种，在一定程度上能够解决常规风力发电系统在安装位置需求、成本等方面的问题，逐渐受到关注和研究。

微型风力发电系统的研究与应用已经成为当今学术界和工程界的研究热点之一。

微型风力发电系统的优势在于其灵活性、适应性强、便携性好等特点，使得其在一些特定场合具有独特的应用优势。

本文将从微型风力发电系统的原理和结构、性能参数、优势与劣势、研究进展及应用前景等方面进行深入探讨，以期为相关研究和工程实践提供参考和借鉴。

首先，微型风力发电系统的原理和结构是了解该技术的基础。

微型风力发电系统主要由风轮、发电机、控制器等组成。

通过风轮叶片受风的作用旋转，带动发电机转动产生电力。

控制器则是控制系统正常运行的关键，可以控制风轮的转速、发电机输出电压等参数。

其结构简单、组件少、便于安装和维护，适合在一些特定场合使用。

其次，微型风力发电系统的性能参数至关重要。

主要包括额定功率、启动风速、额定风速、切入风速、切出风速等参数。

额定功率是系统在额定风速下产生的电功率，是评价系统性能的重要指标之一。

启动风速是系统开始发电的最低风速，切入风速是系统转动开始的风速，切出风速是系统停止转动的风速。

这些性能参数直接影响系统的输出效果和稳定性，是设计和优化系统的重要参考依据。

微型风力发电系统相比于传统的风力发电系统具有一定的优势和劣势。

其优势在于体积小、重量轻、成本低、使用灵活等特点，适合在户外露营、船只、山区等场合使用。

而劣势则体现在功率较小、受风速限制、发电效率较低等方面。

因此，在实际应用中需根据具体情况选择合适的风力发电系统，不能一概而论。

针对微型风力发电系统的研究进展，目前学术界和工程界已经取得了一系列的成果。

桥梁长索结构风致振动研究新进展

第49卷第5期2022年5月Vol.49，No.5May2022湖南大学学报（自然科学版）Journal of Hunan University（Natural Sciences）桥梁长索结构风致振动研究新进展陈政清1，2，李寿英1，2†，邓羊晨1，2，王园园1，2，安苗1，2，杨超1，2（1.湖南大学土木工程学院，湖南长沙410082；2.风工程与桥梁工程湖南省重点实验室（湖南大学），湖南长沙410082）摘要：随着桥梁跨径的增大，桥梁索结构的长细比越来越大、频率越来越低，出现了一些新的风致振动问题，如悬索桥吊索风致振动、斜拉索高阶涡激共振、安装亮化灯具的桥梁索结构驰振等.针对这些新挑战，采用现场观测、风洞试验和理论分析等手段，研究人员进行了系统的机理研究，并提出了一些有效的振动控制措施.结果表明：悬索桥吊索风致振动的机理复杂，在斜拉索上积累的振动控制经验难以直接应用，安装刚性分隔架是抑制索股相对振动的有效手段；已在多座大跨径斜拉桥上观测到斜拉索高阶涡激共振，增加了斜拉索振动控制的难度，采用双阻尼器是可同时控制斜拉索高阶涡激共振和低阶风雨激振的有效方案；在桥梁索结构上安装亮化灯具极易引发驰振，增加阻尼器和优化灯具气动外形是避免该类振动的有效措施.关键词：大跨径桥梁；斜拉索；吊索；尾流致振；高阶涡激共振；驰振；亮化灯具中图分类号：TU411.3文献标志码：ARecent Challenges and Advances on Study ofWind-induced Vibrations of Bridge CablesCHEN Zhengqing1，2，LI Shouying1，2†，DENG Yangchen1，2，WANG Yuanyuan1，2，AN Miao1，2，YANG Chao1，2（1.College of Civil Engineering，Hunan University，Changsha410082，China；2.Key Laboratory for Wind and Bridge Engineering of Hunan Province（Hunan University），Changsha410082，China）Abstract：With the increase of bridge main span，the slenderness ratio of the cables is getting larger and the fre⁃quency is getting lower and lower.Several new types of wind-induced vibrations，including wind-induced vibration of the hangers of suspension bridges，high-order vortex-induced vibration of stay cables，and galloping vibration of bridge cables attached with lighting lamps，were observed on real bridges.Due to these new challenge，the mecha⁃nisms and the corresponding countermeasures were carefully studied by using field observations，wind tunnel tests and theoretical analyses.The results show that the mechanism of the wind-induced vibration of the hangers of sus⁃pension bridges is complex and the effective measures on stay cables of cable-stayed bridges are not suitable for miti⁃gating the wind-induced vibration of the hangers.It seems that rigid spacers are an effective measure to reduce the relative vibration between the cables of the rge amplitude of vortex-induced vibration of stay cables is ob⁃served on several long-span cable-stayed bridges，which increase the difficulty of vibration control.It appears that∗收稿日期：2021-12-28基金项目：国家自然科学基金资助项目（51578234），National Natural Science Foundation of China（51578234）；国家重点研发计划项目（2017YFC0703604），National Key Research and Development Program of China（2017YFC0703604）作者简介：陈政清（1947—），男，湖南邵东人，湖南大学教授，中国工程院院士，工学博士†通信联系人，E-mail：*************.cn文章编号：1674-2974（2022）05-0001-08DOI：10.16339/ki.hdxbzkb.2022043湖南大学学报（自然科学版）2022年installing two dampers at the end of the cable is an effective way to simultaneously reduce both the high-order vortex-induced vibration and the low-order rain-wind-induced vibration of stay cables.Galloping vibration can be easily evoked by installing lighting lamps on stay cables.This kind of cable vibration can be effectively mitigated by in⁃creasing structural damping and changing the aerodynamic configuration of the lamps.Key words：long-span bridges；stay cables；hangers；wake-induced vibration；high-order vortex-induced reso⁃nance vibration；galloping vibration；lighting lamps随着经济的发展，人们对交通工程的需求日益增长.自20世纪90年代开始，我国建造了数量众多的大跨径桥梁，目前正在规划或设计的悬索桥中，有多座主跨超过2000m，斜拉桥主跨也将超过1100m.超大跨径桥梁多采用缆索承重方式，充分利用索结构的抗拉性能.桥梁索结构主要包括斜拉桥的拉索、悬索桥的主缆和吊杆，以及中下承式拱桥的吊杆等.这类结构的长细比大、频率低、阻尼小，极易在风或车辆荷载等作用下发生大幅振动，如风雨激振［1-4］和涡激共振［5-6］等.对桥梁索结构的抗风设计是大跨径缆索承重桥梁设计的重要内容之一.近40年来，风雨激振是对桥梁索结构危害最大的一种振动，人们花费了大量精力对其机理及抑振措施进行研究，目前已具备成套的有效减振技术［7-8］.但是，随着桥梁跨径的进一步增大，索结构也越来越长，最长的斜拉索和吊杆已分别接近600m和200m，一些新的风致振动问题相继在实际桥梁中出现，主要表现在3个方面：1）世界上最大跨径的几座悬索桥的吊索相继发生大幅风致振动，且其振动机理不明确，经过长时间尝试才能确定有效减振措施；2）近年来在多座大跨径斜拉桥的拉索上观测到了振幅明显的高阶涡激共振，在苏通长江大桥上还造成了护筒的破坏，斜拉索高阶涡激共振的出现增加了其振动控制的难度；3）近期出现了多起在桥梁索结构上安装亮化灯具引起的大幅驰振，严重威胁桥梁的安全，需从空气动力学角度提出相关建议.下面分别介绍上述三类新问题及其研究进展.1悬索桥吊索风致振动1.1工程背景吊索是悬索桥的主要传力构件，具有自重轻、柔度大、阻尼低等特点，极易在风荷载作用下发生大幅度振动.随着悬索桥主跨的不断增大，吊索越来越长，其风致振动问题变得更为突出，国内外已有多座主跨超过1600m的悬索桥吊索出现了大幅振动，包括日本的明石海峡大桥（主跨1991m）［9-10］、丹麦的大海带东桥（主跨1624m）［11］和中国的西堠门大桥（主跨1650m）［12-14］.例如，在10m/s左右的常遇风速下，我国西堠门大桥的吊索多次发生索股间的相互碰撞现象［14］，严重威胁吊索甚至全桥安全，给通行人员也造成了不安全的视觉冲击.1.2机理研究上述几座悬索桥吊索发生大幅振动之后，研究人员发现，吊索减振的成功经验难以在不同桥梁之间简单复制，这说明这几座悬索桥吊索振动的机理不同.Kashima和Yanaka等［10］对日本明石海峡大桥的吊索振动进行了长期监测，发现该桥吊索的大幅振动为索股间气动干扰引发的尾流颤振；Laursen和Bitsch等［11］对丹麦大海带东桥的吊索振动进行了现场观测，推测吊索表面覆冰导致的驰振可能是该桥吊索大幅振动的原因，但没有进行严格的验证；Zhang和Wu等［15］采用数值模拟和风洞试验相结合的方法，对西堠门大桥的全桥振动进行了时程响应分析，认为主缆抖振引起的吊索共振是西堠门大桥吊索发生振动的主要原因；Chen和Gao等［16］、Chen 和Yang等［17］进行了一系列的风洞试验（见图1（a））和数值模拟，对西堠门大桥吊索风致振动进行了研究，提出桥塔的尾流是导致吊索大振幅振动的原因所在.在国家自然科学基金的资助下，以西堠门大桥为工程背景，湖南大学陈政清课题组对悬索桥吊索索股间引起的尾流致振进行了系统的研究：肖春云和李寿英等［18］、邓羊晨和李寿英等［19］分别进行了平行钢丝和钢绞线吊索的尾流索股测力风洞试验，研究了尾流索股平均升力和阻力系数随空间位置的变化规律，以此为基础，研究了吊索尾流致振的失稳区间［19］；采用上述测力数据，Li和Xiao等［20］、Deng和Li 等［21］建立准定常和非定常二维理论模型，从数值方法的角度重现了吊索的尾流致振现象，Li和Deng 等［13］将上述二维理论模型推广到三维连续模型；Li2第5期陈政清等：桥梁长索结构风致振动研究新进展和Deng 等［22］、Deng 和Li 等［23］分别采用二维节段模型和三维连续气弹模型（见图1（b ）），重现了悬索桥吊索尾流致振现象，并提出了悬索桥吊索尾流致振的起振机理：一种由负刚度驱动的气动失稳现象.（a ）吊索的桥塔尾流致振试验［16］（b ）吊索索股间气动干扰试验［23］图1文献［16，23］的风洞试验照片Fig.1Photos of wind tunnel tests in the literature ［16，23］1.3控制措施研究目前，斜拉桥拉索的振动控制措施已较成熟，特别是机械控制措施（如应用阻尼器）和空气动力学措施（如螺旋线），在实际工程中得到了非常广泛的应用，有效地减少了斜拉索振动病害.但是，研究人员发现在斜拉索振动控制中积累的经验，难以对悬索桥吊索振动控制发挥作用.在已有的几座大跨度悬索桥中，吊索风致振动的有效控制措施各不相同.例如，日本的明石海峡大桥，吊索发生大幅振动后，在吊索上缠绕螺旋线（如图2（a ）所示），就起到了很好的控制效果［10］；丹麦的大海带东桥吊索发生大幅振动后，从1998年开始，相继尝试了多种控制措施，如安装螺旋线、分隔架、水平辅助索以及调谐液体阻尼器等，均未能明显减小吊索振动，直至2005年，采用了在吊索端部安装液压阻尼器与索股间安装分隔架相结合的措施（如图2（b ）所示）［11］，才达到了满意的控制效果；我国的西堠门大桥，在桥梁的设计阶段就采用了在索股间安装阻尼器的控制措施，然而桥梁建成运营后（2009年12月），没有达到预期的控制效果；之后又尝试在吊索单根索股底部安装阻尼器，实测的阻尼比可达1.5%［14］，但仍未能有效控制吊索索股振动；直至2014年7月，在索股间安装了刚性分隔架（如图2（c ）所示），西堠门大桥的吊索振动才得以有效控制［12］，前后共花费了5年时间.（a ）明石海峡大桥［10］（b ）大海带东桥［11］（c ）西堠门大桥［12］图2悬索桥吊索风致振动控制措施Fig.2Wind-induced vibration control measuresfor suspension cables采用三维连续气弹模型风洞试验方法，Deng 和Li 等［23］研究了多种控制措施对悬索桥吊索尾流致振的减振效果，包括安装螺旋线、增加阻尼以及安装刚性分隔架等，研究结果表明：螺旋线和增加阻尼对减小悬索桥吊索尾流致振的效果不好，阻尼比增大到3%以上才能起到一定的减振效果；刚性分隔架可以3湖南大学学报（自然科学版）2022年有效地抑制悬索桥吊索的尾流致振，但其间距需进行合理设计.Hua和Chen等［12］通过现场实测进一步验证了索股间安装刚性分隔架对吊索尾流致振的控制效果.在西堠门大桥减振实践的基础上，安装刚性分隔架已成为我国悬索桥吊索减振的主要措施之一.值得注意的是，刚性分隔架仅对索股间的相对运动有效，这类振动常在低风速下发生（如10m/s左右），在风速较高的台风天气下，安装刚性分隔架的吊索仍会发生大幅整体振动，这类振动的控制措施还有待于进一步研究.2超长斜拉索的高阶涡激共振2.1工程背景涡激共振是旋涡脱落频率与结构频率相近时引发的一种共振，桥梁索结构的基频低、特征长度（直径）小，其低阶模态的涡激共振风速很低，振幅也很小［5，24］.以一根300m长的斜拉索为例，基频和直径分别约为0.4Hz和0.12m，取Strouhal数为0.2，第一阶模态的涡振临界风速仅为0.24m/s.因此，斜拉索低阶模态的涡激共振不会导致斜拉索的直接破坏，主要是缩短其疲劳寿命.随着我国交通建设需求日益增长，交通基础设施规模不断扩大，促使斜拉桥主跨朝着1000m及以上发展，斜拉索的长度也增大到近600m.斜拉索的长度增长，基频也降低，这将使得常遇风速下斜拉索发生涡激共振的模态也越来越高.近年来，主跨600m以上的斜拉桥上观测到了振幅明显的高阶涡激共振现象，苏通长江大桥的高阶涡激共振造成了斜拉索护筒的破坏.2.2现场实测刘志文和沈静思等［25-26］对苏通长江大桥斜拉索的风致振动进行了长期监测，结果表明，该桥编号为NA09U、NA29U、NA30U和NA31U的斜拉索均发生了高阶涡激共振，出现了套筒破坏、阻尼器漏油的现象.其中，编号为NA30U的斜拉索长度493.72m、直径142mm、基频0.26Hz，实测得到的最高振动频率可达12.3Hz，为该索第47阶模态.Ge和Chen等［27］也在苏通长江大桥进行过实测，所测的编号为SJ34D 的斜拉索长度576.77m、直径180mm、基频0.22Hz，发现在4~8m/s桥面风速时该索发生了9.5~10Hz的涡激共振响应.刘宗杰和祝志文等［28］对荆岳长江大桥的斜拉索进行长期监测，结果表明，编号为JB01的斜拉索的面内加速度为2.5g，其峰值频率包括11.8Hz、12.8Hz和13.8Hz，对应该斜拉索的第12、13和14阶模态；编号为JB02的斜拉索的面内与面外振动峰值频率高达25.4Hz，为该斜拉索的第28阶模态.王修勇和陈政清等［29］对洞庭湖大桥的A12号斜拉索（长121.9m、直径119mm、基频1.07Hz）进行了风致振动的监测，结果表明，该斜拉索也发生了高阶涡激共振.Chen和Gao等［30］对中国东部沿海某主跨为620m斜拉桥的拉索进行了长期监测，发现该桥编号为CAC20的斜拉索发生了高阶涡激共振，起振模态高达40阶.Di和Sun等［31］对苏通长江大桥上安装了阻尼器的斜拉索（长度546.9m）进行实测，发现该斜拉索也会出现高阶涡激共振，峰值频率为10.63Hz，模态高达44阶.2.3控制措施研究超长斜拉索的高阶涡激共振，给斜拉索的振动控制带来了新的挑战.首先，增大了阻尼器参数的设计难度.以往安装阻尼器的主要目的是抑制风雨激振，其最优参数选取（包括安装位置及阻尼系数）针对低阶模态（如第3~5阶），但该最优参数下斜拉索高阶模态的阻尼比会很低，对高阶涡激共振的控制效果不佳.反之，若阻尼器最优参数以高阶模态选取，则斜拉索低阶模态的阻尼比也会很低，对低阶风雨激振的控制效果也不佳.为解决这一难题，研究人员已经进行了一系列的工作.Yang和Chen等［32］得到了单黏滞阻尼器对斜拉索低阶和高阶模态阻尼比贡献的解析表达式，系统地研究了模态阻尼比在各参数影响下的取值规律，确定了各参数的最优值.Yang 和Chen等［33］介绍了一种可以同时控制拉索前几阶和高阶模态振动的双阻尼器方案，并给出了拉索-双阻尼器系统模态阻尼比的简化估算公式.Chen和Di 等［34］在苏通长江大桥上进行了实测，研究了黏滞-剪切型阻尼器对斜拉索的多模态阻尼比，最高模态可达20阶.Chen和Sun等［35］在苏通长江大桥斜拉索上分别安装黏滞阻尼器和黏弹性阻尼器，在现场实测了这两种阻尼器对斜拉索多模态振动的控制效果.孙利民和狄方殿等［36］建立了斜拉索-双阻尼器系统的精细化理论模型，包括黏弹性阻尼器和高阻尼橡胶阻尼器，并且通过实桥监测数据证明了双阻尼器对前10阶模态同时减振的效果.Di和Sun等［31］在斜拉索已安装一个黏滞阻尼器的情况下，采用另外一个阻尼器（黏滞阻尼器、高阻尼橡胶阻尼器或调谐质量阻尼器）对失效模态的阻尼比进行补偿. Wang和Li等［37］采用有限差分方法，对双阻尼器对斜拉索多模态振动控制效果进行了数值研究，其中双阻尼器包括黏滞阻尼器和惯性阻尼器.以上的研究4第5期陈政清等：桥梁长索结构风致振动研究新进展结果表明：在近锚固端安装两个黏滞阻尼器是有效控制斜拉索高阶涡激共振和低阶风雨激振的可行方案；质量阻尼器可显著提高最优单模态阻尼比，但会明显降低部分模态的阻尼比.空气动力学措施也在斜拉索振动控制中广泛应用，包括安装螺旋线、设置凹坑等，这些措施对风雨激振有效，一般来讲对涡激共振也会起到较好的效果.但是，Liu和Shen等［26］通过节段模型测振风洞试验发现，对高阶涡激共振起到较好控制效果的螺旋线直径，比现有的常用尺寸要大.3桥梁索结构安装夜景亮化灯具引起的驰振驰振是非对称截面的细长结构发生的一种横风向振动，最早出现在裹冰输电线上［38-39］，它是一种大幅、低频的发散性振动，一旦发生，会严重威胁结构安全，在结构的服役期内应避免其发生.驰振是由气动负阻尼所引起的［38］，平均升力系数的突降是其必要条件.一般来说，桥梁索结构横截面为轴对称圆形，平均升力系数等于零，具有良好的驰振稳定性，不会发生驰振.但斜拉索为斜向布置，在水平来流的作用下，斜拉索轴向与来流方向不垂直，可能会引发干索驰振［40-41］，目前的机理解释包括轴向流、临界雷诺数等.目前，斜拉索的干索驰振还缺乏测试数据，也未发现实际桥梁上的破坏实例，仅停留在理论和试验研究阶段.斜拉索表面结冰也可能会引发驰振［42-43］，但与干索驰振一样，裹冰斜拉索的驰振也未在实际桥梁上发现破坏实例.3.1工程背景随着社会经济的发展和人们精神需求的提高，各地纷纷启动了城市亮化工程，大跨径缆索承重桥梁作为城市的地标建筑，已成为亮化工程的主要对象之一.其中，对于缆索承重桥而言，通常会在索结构的表面安装亮化灯具.然而，若灯具外形和尺寸设计不当，会使得斜拉索或吊索发生严重的驰振，近几年已出现了几次类似事故.2019年5月，重庆夔门大桥斜拉索上安装夜景亮化灯具后，在较低的风速下（6m/s），斜拉索发生了大幅度驰振，峰-峰振幅超过了1.0m（见图3）；2020年8月，福州鼓山大桥吊索上也安装了夜景亮化灯具，施工过程中就在常遇风速下（约5m/s）发生了大幅驰振振动，后经系统的试验评估，放弃了在该桥吊索上安装灯具的计划；2021年7月，在长沙三汊矶大桥上启动了夜景亮化工程，其中吊索上安装了矩形灯具（见图4），在施工过程中即发生大幅驰振振动，全桥的振感也很强烈，不得不对桥梁进行封闭并拆除了已安装的灯具.该桥发生驰振时的风速也很低，仅为5~7m/s.当然，也有部分桥梁上安装了亮化灯具，至今未发现有明显的振动，如武汉长江二桥、福州魁蒲大桥和长沙银盆岭大桥等，这可能是因为这几座桥梁上都安装了阻尼器，使得驰振临界风速高于常遇风速，或是桥址处的风向不满足驰振攻角的要求.表1统计了几座桥梁索结构安装灯具的外形，可以看出，常用的灯具外形为矩形.图3重庆夔门大桥斜拉索安装亮化灯具的振动［44］Fig.3Wind-induced vibration of stay cables of the Kuimenbridge 图4长沙三汊矶大桥吊索安装亮化灯具的振动Fig.4Wind-induced vibration of cables of the Sanchaji bridge表1桥梁索结构安装灯具的外形Tab.1Shapes of the lamps on bridge cables 对应桥梁广东鹤洞大桥某斜拉桥重庆夔门大桥某斜拉桥武汉长江二桥福州鼓山大桥福州魁蒲大桥灯具形状圆形矩形矩形矩形椭圆形矩形矩形参考文献Li和Chen等［45］周傲秋和余海燕等［46］An和Li等［44］Deng和Tang等［47］安苗和李寿英等［48］Li和An等［49］Li和An等［49］5湖南大学学报（自然科学版）2022年3.2机理研究目前，专门针对桥梁索结构安装亮化灯具的风致稳定性研究相对较少.早在2007年，广州鹤洞大桥启动夜景亮化工程，在其斜拉索上设计了“圆形抱箍”灯具（如图5所示），单个灯具外径262mm 、高度170mm ，为保证灯具不转动并便于安装，设置了两根平行于斜拉索的钢丝，直径10mm.Li 和Chen 等［45］采用风洞试验和CFD 数值模拟方法，研究了对上述灯具安装方案的风致稳定性，结果表明该方案下斜拉索的驰振临界风速仅为18m/s ，远低于设计风速，两根直径10mm 的钢丝是起振原因.Li 和Chen 等［45］对该方案进行了改进并在实桥上实施，从2008年安装后已经历了10多年的强/台风考验.2021年，An 和Li 等［44］开展了节段模型测力与测振风洞试验，在试验室中重现了重庆夔门大桥斜拉索安装亮化灯具的驰振振动，并对灯具形状进行了优化；周傲秋和余海燕等［46］通过风洞测力试验，研究了安装矩形灯具斜拉索的三维气动力特性；Deng 和Tang 等［47］采用CFD 数值模拟方法，研究了安装二维矩形灯具的斜拉索的三分力系数，对发生驰振的风攻角范围进行了预测.120钢丝斜拉索钢丝灯具170215262（a ）初步方案（单位：mm）（b ）灯具图5广东鹤洞大桥的灯具安装［45］Fig.5The lamp of the Hedong bridge3.3控制措施研究从机理上来说，安装的亮化灯具改变了桥梁索结构气动稳定的圆截面外形，从而引发驰振.驰振是由气动负阻尼引起的大幅振动，危害较大，实际工程中应避免发生.一般情况下，亮化灯具设计人员缺乏气动外形优劣、结构振动控制的概念，难以对安装亮化灯具斜拉索的驰振不稳定性做出准确判断，结构风工程研究人员应提供有效建议.桥梁索结构风致振动控制的方法主要可分为三种：机械措施、结构措施和空气动力学措施.驰振是由气动负阻尼驱动的，增加结构阻尼的机械措施应该可以有效减小其响应，这可从武汉长江二桥等斜拉索安装了阻尼器和灯具未发生驰振的实例中得到印证.但是，对于不同类型的桥梁索结构风致振动，最低的有效阻尼比会不同.例如Liu 和Shen 等［26］通过风洞试验发现阻尼比增大到0.48%时，斜拉索的高阶涡振可被有效抑制；Li 和Wu 等［8］通过理论分析发现阻尼比增大到0.5%时可有效抑制斜拉索风雨激振；Li 和An 等［49］通过节段模型测振风洞试验研究了阻尼比对福建魁蒲大桥斜拉索安装亮化灯具引起的驰振的控制效果，结果表明1.0%的阻尼比可对该桥斜拉索驰振起到有效控制作用；而Hua 和Wang 等［50］也采用节段模型测振风洞试验方法，研究了阻尼比对施工过程中主缆驰振的控制效果，发现即使阻尼比增大到3.2%，抑振效果也不佳.另外，灯具气动外形的优化也是提高安装亮化灯具索结构驰振临界风速的有效手段.为方便加工与安装，矩形是常用形式（见表1），但从几座桥梁上的实际效果来看，其气动性能不佳［44］.武汉长江二桥采用的是椭圆形灯具，从节段模型测力风洞试验结果来看，其气动性能优于矩形［48］.广东鹤洞大桥中的“圆形抱箍”灯具方案中，灯具外径达到了262mm ，是斜拉索直径的2倍多，但试验结果表明灯具外径增加不是该方案气动不稳定的关键因素，并在实桥上经历了10多年的考验，这说明一定程度上增大斜拉索的圆截面外径不会引起明显的气动不稳定现象［45］.综上所述，机械和空气动力学控制措施对安装亮化灯具斜拉索的驰振可起到有效控制作用，但需进行进一步的系统参数研究，以为亮化灯具设计人员提供直接、准确的参考.4结论与展望桥梁索结构长度的增加，导致出现一些新的风致振动问题，如悬索桥吊索风致振动、斜拉索高阶涡激共振以及安装亮化灯具的桥梁索结构驰振等.针对这些新挑战，研究人员进行了系统的机理研究，并已提出了一些有效的振动控制措施，主要结论包括：6第5期陈政清等：桥梁长索结构风致振动研究新进展1）悬索桥吊索的起振机理复杂，在斜拉索上积累的振动控制经验，难以直接应用在吊索振动控制中，从目前在实际桥梁上的减振实践来看，安装刚性分隔架是抑制索股相对振动的有效手段.2）已在多座大跨径斜拉桥上观测到振幅明显的斜拉索高阶涡激共振现象，严重威胁斜拉索及其附属设施的安全.斜拉索高阶涡激共振增加了其振动控制的难度，设置双黏滞阻尼器是有效控制斜拉索高阶涡激共振和低阶风雨激振的可行方案.3）在桥梁索结构上安装亮化灯具极易引发驰振，增加阻尼器和优化灯具气动外形是避免该类振动的有效措施，但最低有效阻尼比、气动外形等参数还需进一步优化.参考文献［1］HIKAMI Y，SHIRAISHI N．Rain-wind induced vibrations of cables stayed bridges［J］．Journal of Wind Engineering and In⁃dustrial Aerodynamics，1988，29（1/2/3）：409-418．［2］LI S Y，CHEN Z Q，WU T，et al.Rain-wind induced in-plane and out-of-plane vibrations of stay cables［J］.Journal of Engineer⁃ing Mechanics，2013，139（12）：1688-1698.［3］GU M，DU X Q．Experimental investigation of rain-wind-induced vibration of cables in cable-stayed bridges and its mitiga⁃tion［J］．Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynam⁃ics，2005，93（1）：79-95．［4］LI F C，CHEN W L，ZHANG R.An ultrasonic transmission thick⁃ness measurement system for study of water rivulets characteristicsof stay cables suffering from wind-rain-induced vibration［J］.Sen⁃sors and Actuators A：Physical，2010，159（1）：12–23.［5］ZUO D，JONES N P，MAIN J A.Field observation of vortex-and rain-wind-induced stay-cable vibrations in a three-dimensionalenvironment［J］.Journal of Wind Engineering and Industrial Aero⁃dynamics，2008，96（6/7）：1124-1133.［6］MATSUMOTO M，YAGI T，SHIGEMURA Y，et al.Vortex-induced cable vibration of cable-stayed bridges at high reducedwind velocity［J］.Journal of Wind Engineering and IndustrialAerodynamics，2001，89（7/8）：633-647.［7］CHEN Z Q，WANG X Y，KO J M，et al．MR damping system for mitigating wind-rain induced vibration on Dongting Lake Cable-Stayed Bridge［J］．Wind and Structures，2004，7（5）：293-304．［8］LI S Y，WU T，LI S K，et al．Numerical study on the mitigation of rain-wind induced vibrations of stay cables with dampers［J］．Wind and Structures，2016，23（6）：615-639．［9］FUJINO Y，KIMURA K，TANAKA H．Wind resistant design of bridges in Japan：developments and practices［M］.Tokyo：Springer，2012：200-202．［10］KASHIMA S，YANAKA Y，SUZUKI S，et al．Monitoring the Akashi Kaikyo Bridge：first experiences［J］.Structural Engineer⁃ing International，2001，11（2）：120-123．［11］LAURSEN E，BITSCH N，ANDERSEN J E.Analysis and mitiga⁃tion of large amplitude cable vibrations at the great belt east bridge［C］//IABSE Conference，Copenhagen2006：Operation，Mainte⁃nance and Rehabilitation of Large Infrastructure Projects，Bridgesand Tunnels．May15-17，2006．Copenhagen，Denmark．Zur⁃ich，Switzerland：International Association for Bridge and Struc⁃tural Engineering（IABSE），2006．［12］HUA X G，CHEN Z Q，LEI X，et al.Monitoring and control of wind-induced vibrations of hanger ropes of a suspension bridge［J］.Smart Structures and Systems，2018，23（6）：125-141.［13］LI S Y，DENG Y C，LEI X，et al．Wake-induced vibration of the hanger of a suspension bridge：field measurements and theoreticalmodeling［J］．Structural Engineering and Mechanics，2019，72（2）：169-180．［14］陈政清，华旭刚，王建辉，等.西堠门悬索桥吊索振动观测与减振措施研究报告［R］.长沙：湖南大学，2015.CHEN Z Q，HUA X G，WANG J H，et al.Research report on vi⁃bration observation and reduction measures of the hanger of Xihou⁃men Bridge［R］.Changsha：Hunan University，2015.（In Chi⁃nese）［15］ZHANG Z T，WU X B，CHEN Z Q，et al.Mechanism of hanger oscillation at suspension bridges：buffeting-induced resonance［J］.Journal of Bridge Engineering，2016，21（3）：04015066.［16］CHEN W L，GAO D L，LI H，et al.Wake-flow-induced vibra⁃tions of vertical hangers behind the tower of a long-span suspen⁃sion bridge［J］.Engineering Structures，2018，169：188-200.［17］CHEN W L，YANG W H，XU F，et plex wake-induced vi⁃bration of aligned hangers behind tower of long-span suspensionbridge［J］.Journal of Fluids and Structures，2020，92：102829.［18］肖春云，李寿英，陈政清．悬索桥双吊索尾流弛振的失稳区间研究［J］．中国公路学报，2016，29（9）：53-58．XIAO C Y，LI S Y，CHEN Z Q．Investigation on instable region ofwake galloping for twin hangers of suspension bridges［J］．ChinaJournal of Highway and Transport，2016，29（9）：53-58．（In Chi⁃nese）［19］邓羊晨，李寿英，严杰韬，等．两类悬索桥吊索气动稳定性比较研究［J］．土木工程学报，2019，52（1）：82-88．DENG Y C，LI S Y，YAN J T，et al．Comparative study on aerody⁃namic stability of two kinds of suspension bridge hangers［J］．China Civil Engineering Journal，2019，52（1）：82-88．（In Chi⁃nese）［20］LI S Y，XIAO C Y，WU T，et al．Aerodynamic interference be⁃tween the cables of the suspension bridge hanger［J］．Advancesin Structural Engineering，2019，22（7）：1657-1671．［21］DENG Y C，LI S Y，CHEN Z Q．Unsteady theoretical analysis on the wake-induced vibration of suspension bridge hangers［J］．Journal of Bridge Engineering，2019，24（2）：04018113．［22］LI S Y，DENG Y C，HUANG J，et al．Experimental investigation on aerodynamic interference of two kinds of suspension bridgehangers［J］．Journal of Fluids and Structures，2019，90：57-70．［23］DENG Y C，LI S Y，CHEN Z Q．Experimental investigation on wake-induced vibrations of the hangers of suspension bridgesbased on three-dimensional elastic test model［J］．EngineeringStructures，2021，234：111985．7。

结构台风灾害风险评估研究进展

缺陷，但计算式中的部分参数需凭借专家经验确定，应用范围有限。结构可靠度法将单个建筑分解为一些主要构件，建立风荷载模型、构件抗力模型、飞掷物冲击破坏模型，基于结构可靠度理论，采用故障树分析、蒙特卡洛模拟、解析方法等估算各类构件的易损性，进而估算整体结构易损性，可灵活应用于不同类型的单体结构和群体结构的易损性评估，自２０世纪９代提出后发展为结构风灾易损性评估的主０年
研究者提出了一些减灾措施以降低台风造成的损失，并且普遍借助于结构易损性和损失评估方法，
模拟、比较实施减灾措施前后的破坏程度和经济损失，研究减灾方法的成本效益。
一
些研究考虑了结构台风灾害风险评估的动态性，研究的动态因素有规范变化、抗风性能更高的新
性和损失评估方法； ④中国应建立多学科协作研究机制，完善台风致灾因子、承灾体、风灾损失等基础数据库，发展适合中国典型风灾易损结构的台风灾害风险评估方法，研制评估软件，形成完整的研究体系。
ห้องสมุดไป่ตู้
同强度台风灾害的可能性及其后果。相关研究起源于２纪６０世０年代美国等国家的台风灾后调查；发展至今，研究范围涉及台风危险性分析、承灾体研究、结构易损性评估、损失估算、减灾措施评估等；评估

大型冷却塔结构风致稳定和风振效应研究进展

第42卷第1期2022年2月振动、测试与诊断Vol.42No.1Feb.2022 Journal of Vibration，Measurement&Diagnosis大型冷却塔结构风致稳定和风振效应研究进展∗赵林1，陈旭2，柯世堂3，张军锋4，葛耀君1（1.同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海，200092）（2.上海师范大学建筑工程学院上海，201418）（3.南京航空航天大学土木与机场工程系南京，210016）（4.郑州大学土木工程学院郑州，450001）摘要伴随我国经济快速发展，火/核电厂大型冷却塔建设保持快速增长势头，呈现超高、超大的发展趋势。

风荷载作用下的冷却塔塔筒壳体风致稳定和结构风振效应成为结构设计建造的关键控制因素。

笔者从理论分析、试验模拟、数值计算、现场实测4个方面论述了冷却塔风致稳定和风振效应系列研究进展，阐明了基于环向均匀加载的冷却塔稳定验算公式难于适用复杂风压条件下壳体弹性稳定分析与评估，强调了基于现场实测建立超高雷诺数条件下动态绕流物理风洞试验模拟准则的必要性，推荐开展风致动力分析中冷却塔结构阻尼比实测工作。

面向台风和龙卷风等特异风灾气候结构效应研究的现实需求，亟需开展特异风场作用下大型冷却塔壳体失稳和结构风振效应和机理的研究。

关键词大型冷却塔；风致稳定；风致振动；现场实测；特异风灾中图分类号TU331问题的引出冷却塔是火/核电厂二次高温循环水的冷却基础设施，是电力建设发展的重大生命线节点工程。

全世界第1座32.3m高的钢筋混凝土冷却塔诞生于1918年的荷兰。

1965年，冷却塔高度首次突破百米时，发生了英国渡桥电厂塔群风毁事故，由此拉开了冷却塔抗风研究的序幕［1］。

随后几十年间，欧美发达国家相继出现了多次严重的冷却塔风毁事故［2］（1973年英国Adeer电厂、1978年美国Willow Is⁃lands电厂、1979年法国Bouchain电厂、1981年美国Grand Gulf电厂、1984年英国Fiddler´s Ferry电厂），但据此开展的系统研究工作推动了大型冷却塔建设和规模的发展。

建构筑物风荷载-在减灾、防灾方面的研究、设计与施工现状及对策

Ｗｉｇｏｄｏｕｄｎ＆Ｃｏｓｒｃｉｎ—Ｔｈｔｔｅ＆ＣｏｎｅｍｅｓｒｆＲｅｅｃｓｇｎｌａｆＢｉｉｇｎｔｕｔｏｅＳａｕｕｔｒａｕｅｏｓｒｈＤｅｉｎ
ＣｏｔｕｃｉｎＲｅｃ＆ＰｒｖｎｉｅＤｉａｔｒｎｓｒｔｏｎＩｄｕｅｅｅｔｖｓｓｅ
Ｄｉａｅｎｈｉｉｅｇｎｅｒｎｓｔｒｉｔｅｃｖｌｎｉｅｇ。Ｔｈｉｐｅｎｒｄｃｓｔｅｓａｕｅｏｅｅｃｎｉｏｅｔｎｃｖｌｗｉｄｅｉｅｒｎｇ，ｈｔｔｅｏｎｄｉｓｐａｒｉｔｏｕｅｈｔｔｆｒｓｒｈａｄｍａｎｃｎｔｎｓｉｉｉｎｎｇｎｅｉｔｅｓａｕｆｗｉｅｉｔｎｅｉｎａｄｃｎｓｒｔｏｎｏｒｖｎｃｏｒｓｓｅｔｄｓｇｎｏｔｃｉｎｉｕｒｐｏｉｅｅｎｗ．Ｉｉｎｇｏｗｏｄｓｍｅｃｕｔｒｅｓｒｓａｅｔｏｓｎｅｉｏｂｏｏｅ．ｐｓｕｔｂｒｓｆｒｒｏｏｎｅｍｒｕｅｎｄｑｕｓｉｎｅｄｎｇｔｏｓｌｖｄＨｏｅ
直接经济损失约５０亿ＵＤ。２００Ｓ０４年 “ 云娜 ” 台风也造成我国浙江省１５多人死亡，７直接经济损失２０多亿。２０００３年６月２３日“ 飞燕” 台风造成福建省宁德市房屋倒塌６０１０间，损坏３．４万间。我国是世界上遭受热带风暴（２１台风）响最影多、最广、害最严重的国家之一。影响我国的热带风暴平均灾

风貌改造进展情况汇报

风貌改造进展情况汇报近期，我们团队在风貌改造项目上取得了一定的进展，现将具体情况汇报如下：首先，我们对项目的整体规划进行了深入的研究和分析。

通过对周边环境、建筑结构和历史文化的调研，我们确定了改造方向和目标，确保了改造计划的可行性和有效性。

其次，我们进行了与相关部门和专家的沟通和交流。

在项目进行的过程中，我们积极与城市规划、文物保护等相关部门进行沟通，听取他们的意见和建议，确保改造方案符合相关法规和政策，并且能够得到支持和配合。

在具体的改造实施过程中，我们采取了一系列有效的措施。

首先，我们对建筑外立面进行了精心设计，结合当地的文化特色和现代元素，使建筑焕发出新的活力和魅力。

其次，我们对周边的绿化、道路、广场等进行了重新规划和布局，提升了整体的景观品质和居住环境。

同时，我们也注重了改造工程的宣传和推广。

我们通过举办相关的展览、讲座和活动，向市民和游客介绍我们的改造理念和成果，增强了公众对项目的认知和支持。

在改造工程的质量控制方面，我们严格按照相关标准和要求进行施工，确保了工程质量和安全。

同时，我们也对施工过程进行了全程监控和检查，及时发现和解决了一些问题和隐患，保障了改造工程的顺利进行。

总的来说，我们在风貌改造项目上取得了一定的成绩，但也面临着一些挑战和困难。

下一步，我们将继续努力，不断完善改造方案，加强与相关部门和专家的合作，确保项目的顺利实施和取得更好的效果。

最后，我们诚挚地感谢所有关心和支持我们项目的人们，我们相信在大家的共同努力下，风貌改造项目一定会取得更加辉煌的成就。

谢谢！以上就是我们团队在风貌改造项目上的进展情况汇报，希望得到大家的理解和支持。

大跨度张拉结构风致动力响应研究进展

ｎｎａｄｗｉｄ— ｊｄｃｄｒｓｏｓｙｉｅｎｕｅｉａｉｕａｉｎｎｕｅｅｐｎｅｂｌｓｏｎｍｒｌｍｌｔＴａｆｃｓｏ
Ｋｙｗｏ出：ｔｎｉｎｓｒｃｕｅ；ｗｉｄ—ｉｄｃｄｖｂａｉｎａａｙｉ：ｆｉｓｒｃｕｅ１ｔｒｃｉｎｅｒｅｓｏｔｕｔｒｓｎｎｕｅｉｒｔｎｌｓｓｌｄ— ｔｕｔｒｎｅａｔｏｕｏ
Ｉｈｅｏｄｐｒｆｔｅｐｐｒａｓｎｔｅｓｃｎａｔｏｈａｅ，ｉｌｉｄａｒｄｎｍｉｄ／ｂｍｐｉｅｅｏｙａｃｍｏｅ，ａｆＯｌｎｕｎｌｔｓｓｐｏｏｅＦｉｉｗｉｄｔｎｅｅｔｗａｒｐｓｄ —
ｎｌ，ｈｃｎｑｅｆｏｕａｉｕｄｄｎｍｉ（ＦａｙｔｅｔｈｉｍｐｔｔｎｆｉｙａｃＣＤ）ｗａｔｄｃｄｔｒｄｃｔｅｖｌｅｆｎｏｃｓｌｅｕｏｃｏｌｓｎｉｒｕｅｏｐｅｉｈａｓｏｗｉｆｒｎｏｔｕｄｅ
维普资讯
第３０卷第５鞠
２００２年５月
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大跨度张拉结构风致动力响应研究进展
绍了薄膜结构在考虑流固耦合作用下的气动弹性性能研究

桥梁索结构风致振动及控制措施研究进展专栏征稿启事

1）桥梁索结构气动力特性；2）斜拉索风雨激振；3）桥梁索结构高阶涡激共振；4）悬索桥吊索尾流致振；
5）桥梁索结构弛振；6）桥梁索结构风致振动控制理论与技术；7）CFD 数值模拟技术在桥梁索结构风致振动
研究中的应用。
论文形式研究论文和综述论文
专栏顾问陈政清院士
专栏策划人湖南大学李寿英教授
致振动问题变得更加突出，已逐渐成为桥梁设计中必须重点研究的关键问题之一。
为及时总结桥梁索结构风致振动及控制措施研究的最新成果，引领国内外桥梁索结构抗风研究，推动
我国桥梁抗风理论创新，《湖南大学学报（自然科学版）》编辑部经研究决定，拟组织出版“桥梁索结构风致振
动及控制措施研究”专栏。
征稿方向包括（但不限于）如下主题：
湖南省培育世界一流湘版科技期刊工程重点期刊、湖南省“十佳科技期刊”、教育部“精品期刊”等，并被 EI
Compendex、中国科学引文数据库(CSCD)等国内外多家著名数据库收录。
稿件需通过《湖南大学学报（自然科学版）》投稿系统（）提交，并在投稿步骤
“给编辑部留言”时，注明“桥梁索结构风致振动及控制措施研究进展专栏应征论文”。同时将稿件及备注内
容发至本专栏组稿负责人湖南大学李寿英教授邮箱：shyli@，并负责稿件的汇总整理。稿件由来自
同济大学、西南交通大学、哈尔滨工业大学、中南大学、深圳大学、上海大学和石家庄铁道大学等高校的同行
西拿海峡、印度尼西亚巽达海峡、日本津轻海峡等。索结构具有高强度、高稳定性等特点，在桥梁工程中得到
了广泛的应用，如斜拉桥中的斜拉索、悬索桥中的吊杆和主缆、拱桥中的吊杆。由于桥梁索结构的长细比大、
阻尼小、频率低，极易在风荷载作用下发生大幅振动，如风雨激振、涡激共振、弛振、尾流致振等，严重影响桥

桥梁风工程研究新进展

桥梁风工程研究新进展
要：介绍近年来结合桥梁抗风实际需要的研究成果。

(1) 桥梁节段模型强迫振动风洞实验方法与相应的颤振导数时域识别法与频域识别法，用同一批实验数据作了两种方法的对比研究。

(2) 以佛山平胜大桥为工程背景，研究了上下行车道主梁相互独立并行带来的双幅桥面的气动干扰及串列双主缆的气动干扰问题。

(3) 拉索风雨振现场观测与振动控制研究。

(4) 针对城市桥梁磁流变减振系统的低压供电线路最易受到人为的破坏的问题，设计开发了一种永磁调节装配式磁流变阻尼器(PMAA-MR)。

关键词：大跨度桥梁；风致振动；颤振导数；气动干扰；拉索风雨振；磁流变阻尼器；振动控制
1 桥梁颤振导数识别的时域法与频域法对比研究
1.1研究背景
1940 年7 月，位于美国西海岸附近的华盛顿州旧塔科马桥建成不到4 个月，在8 级大风(风速只有18m/s)作用下坠毁，这一事故使人们认识到风的巨大动力作用，从而开始了桥梁风工程这一学科的研究，至今只有66 年，仍是一门相当年轻的学科。

桥梁风工程研究在桥址处各种可能的风场条件下，桥梁结构的静力效应与动力响应，为新建桥梁的设计、施工提供解决方案。

大跨柔性桥梁如悬索桥和斜拉桥，刚性桥梁中的柔性构件，如拱桥的
吊杆等，都必须进行桥梁抗风研究。

桥梁结构风致效应属于流体与固体相互作用的范畴。

从理论上讲，应该在一个大系统中做流体与弹性体藕。

轻型木结构建筑台风荷载响应研究进展

台风是一种热带气旋，气象学上将热带洋面上逆时针方向旋转（赤道以南为顺时针旋转），中心附近最大风速达到6 级（10 .8 m/s）或以上的大气涡旋，统称为热带气旋（Tropical cyclones）[1]。气象学规定，中心风力在12 ~13 级（即32 .7 ~41 .4 m/s）的热带气旋称为台风；中心风力在14~15 级（41.5~50.9 m/s）的称为强台风；中心风力≥16 级（≥51.0 m/s）的称为超强台风。我国是受台风影响最大的国家之一，严重的台风灾害主要集中在7 ~9 月，我国东南沿海地区及内陆地区每
林产工业，2020，5（7 02）：1-6
China Forest Products Industry
轻型木结构建筑台风荷载响应研究进展∗
李源河1 徐伟涛2 李超1 宋怡1 姚利宏1
（1.内蒙古农业大学材料科学与艺术设计学院，呼和浩特 010018； 2.国家林业和草原局林产工业规划设计院，北京 100010）

年因台风遭受重大损失。近年随着经济高质量发展及国家对环境保护的要求，轻型木结构作为必不可少的建筑结构形式呈现需求增长,并且潜力巨大的发展态势。轻型木结构围护结构最易于在台风中发生风致损坏，因此对轻型木结构在台风作用下的破坏与损失进行预测研究，对于提高木结构建筑抗风质量、防风减灾等具有重要意义。本文以轻型木结构建筑台风荷载响应为切入点，从理论到方法、验证、分析对国内外该领域的相关研究进行介绍。
*基金项目：内蒙古科技重大项目（CGZH2018135）；国家自然科学基金项目（31860184）；内蒙古自治区高等学校青年科技英才支持计划资助（NJYT-20-A150）李源河，男，研究方向为抗台风木建筑、户外用木质材料 E-mail:121868212@ 姚利宏（通讯作者），男,教授，E-mail:yaolihong82@ 修回日期：2019-12-28

工程科研进展情况汇报

工程科研进展情况汇报1.引言1.1 概述在工程科研领域，近年来取得了许多令人振奋的进展。

随着科技不断进步和创新的推动，工程科研在各个领域都展现出了巨大的潜力和发展前景。

本文将对近期的工程科研进展情况进行汇报。

首先，我们将介绍工程科研的重要性以及其在解决现实问题中的作用。

工程科研是一门应用性很强的学科，在实践中发挥着重要的作用。

工程科研旨在解决人们生活中所面临的各种问题，提高生产效率、降低成本、改善生活质量等。

通过工程科研，我们能够处理和改善现实中的各种挑战，为社会发展和进步做出重要贡献。

近年来，工程科研在许多领域取得了显著进展。

其中，信息技术领域的发展是最为引人注目的。

随着人工智能、物联网、大数据等技术的快速发展，工程科研在信息技术领域的应用也越来越广泛。

例如，在智能交通领域，工程科研通过引入智能感知、智能控制等技术，实现了交通效率的提升和交通安全的保障。

在医疗健康领域，工程科研通过发展数字化医疗技术、远程医疗系统等，为人们提供了更加便捷和高效的医疗服务。

此外，在可持续发展领域，工程科研也取得了一系列突破。

工程科研通过发展清洁能源技术、提高资源利用效率等措施，为推动绿色发展做出了重要贡献。

例如，工程科研在可再生能源领域的研究，不仅提高了可再生能源的利用效率，还解决了传统能源供应所面临的问题。

同时，工程科研在环境保护方面的研究，通过提出更加环保的生产工艺和材料，减少了对环境的污染和破坏。

综上所述，工程科研在各个领域取得了显著的进展，为推动社会发展和解决现实问题作出了重要贡献。

随着科技的不断进步，我们对工程科研的期待也越来越高。

未来，工程科研将继续发挥重要作用，在各个领域不断取得新的突破和进展。

通过本文的汇报，我们希望能够更好地了解工程科研的发展动态，为促进科技创新和社会进步做出更大的贡献。

文章结构部分的内容可以按照以下方式编写：1.2 文章结构本文按照以下结构进行组织和撰写：引言部分将首先概述本文的主要内容和目的，为读者提供一个整体的了解。

结构风工程书籍

结构风工程书籍随着工业化进程的不断推进，结构风工程在建筑领域中扮演着重要的角色。

为了确保建筑物在强大的风力作用下能够稳定安全地运行，结构风工程成为了必不可少的一部分。

本文将介绍一些关于结构风工程的重要书籍，帮助读者更好地了解和应用相关知识。

《结构风工程手册》本书是一本综合性的手册，系统地介绍了结构风工程的基本理论、设计方法和实际应用。

书中详细阐述了风荷载的计算方法、结构抗风设计的原则和步骤，以及风洞试验和数值模拟等技术的应用。

此外，本书还介绍了一些典型的结构风灾害案例，以及预防和减轻结构风灾害的措施。

这本手册对于结构工程师、建筑设计师以及相关专业的研究人员都具有很高的参考价值。

《高层建筑结构风工程设计与研究》本书主要针对高层建筑的结构风工程进行了深入的研究和探讨。

作者从理论和实践两个方面出发，系统地介绍了高层建筑结构风荷载的计算方法、风振问题的分析与控制、高层建筑抗风设计的原则和方法等。

此外，本书还介绍了一些高层建筑结构风灾害的案例分析，以及风洞试验和数值模拟的应用技术。

这本书对于高层建筑的设计师、结构工程师以及相关研究人员具有很高的参考价值。

《结构风工程力学基础》本书主要介绍了结构风工程的力学基础知识。

作者从风的力学特性、结构风荷载的计算方法、结构抗风设计的原则等方面出发，深入解析了结构风工程的力学原理和应用。

此外，本书还介绍了一些典型的结构风灾害案例，以及预防和减轻结构风灾害的方法和技术。

这本书对于结构工程师、建筑设计师以及相关专业的学生具有很高的参考价值。

《结构风工程实践与应用》本书是一本实践性的教材，主要介绍了结构风工程的实际应用和工程实践。

作者通过实际工程项目的案例，深入分析了结构风荷载的计算方法、结构抗风设计的原则和步骤，以及风洞试验和数值模拟等技术的应用。

此外，本书还介绍了一些结构风灾害的案例分析，以及预防和减轻结构风灾害的实用技术和方法。

这本书对于结构工程师、建筑设计师以及相关专业的学生具有很高的实践参考价值。

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2. CFD数值模拟计算流体力学(简称CFD)的理论基础是在流体基本方程(连续性方程、动量守恒方程、能量守恒方程)控制下，通过不同的离散方法建立离散点的集合(即用离散点来代替流体运动中在时间域和空间域上连续的场变影，求解这些离散点上变量间关系的代数方程组，其求解结果即为场变量的近似值。

通过CFD模拟，我们可以得到复杂问题的流场内各个位置上的基本物理量(如速度、压力等)的分布，以及这些物理量随时间的变化情况图.3 CFD数值模拟影响因素分析计算区域、进口边界条件、湍流模型和网格划分等各种相关因素对CFD数值模拟结果准确度都有影响。

研究结果表明，在各种影响因素中，计算区域影响相对较小，而进口边界条件、网格划分和湍流模型的影响相对较大，而且进口边界条件中速度分布对计算结果的影响大于湍流强度分布对计算结果的影响，是进口边界条件中的关键部分。

同时，CFD模拟还要在计算机资源的限制下，在尽可能模拟实际流场的条件下，需对计算域的大小、边界条件的设定方而做相应简化和选择。

4 CFD湍流模型的选择目前，湍流模型主要有:标准的k-ε模型，RNG k-ε模型，k-εω模型，剪切应力输运(SST) k-ω模型，SSG RSM模型和BSL RSM模型。

各类湍流模型或多或少存在一些不足，因而构建新的模型或者改进现有模型，使其适合结构风工程计算仍然是CFD研究的一项课题。

8结论CFD技术是结构风工程研究的巨大飞跃,CFD计算所得平均风场特性已经被工程实践所认可，而且已达到实用化程度，针对工程实际，选用合理的数值模拟技术使其更广泛的应用于科研和工程中是关键所在;大涡模拟技术也在国内外取得了喜人的进展，用大涡模拟能真实地再现建筑物结构表而湍流特性，已然成为结构风工程研究的热点，但大涡模拟也存在计算量大、数值稳定性不好等问题，丞待研究解决。

.2 1湍流模型与数值参数选择基于通常流线体流动规律适用的湍流模式对于结构风场这类特殊的流动现象将可能不再适用。

在建筑风工程数值模拟研究中，如何选取和构造适当的湍流模型，以准确反映钝体绕流呈现的大范围分离湍流流动、显著各项异性流动特征将是一个关键的研究问题。

目前在计算风工程研究中，基于雷诺平均(RANS)的湍流模式仍是工程应用的主流。

标准k-εω模型由于引入各向同性和涡粘性假设，不能很好地预测钝体顶部的分离区和过高预测迎风面顶部湍动能生成项{3.4}，因此，计算风工程界一般都认为标准k-ε模型不太适合模拟钝体绕流流场中的冲撞和分离现象。

不同湍流模型之间预测的结果相差明显;相对而言，RNG k-ε模型、SST k-ω模型和v²-f 模型模拟方柱顶而分离流动结果较好，较好地预测出两边角位置出现的分离角涡，和试验结果较接近。

研究非定常的大涡模拟LES,离散涡模拟DES等湍流模式是今后的发展趋势。

除湍流模式的不同外，在建筑结构风工程数值模拟中，还需要对湍流模式中重要参数的取值进行仔细考虑，其对数值模拟结果的影响同样非常显著。

此外，非线性对流项离散格式，网格离散和流域设置等数值参数都对计算结果产生影响。

风洞试验另一个有待探讨的问题是洞壁干扰的影响、地面效应的影响和雷诺数的影响，即风洞试验的数据如何用于对工程的评估.1引言CFD是上世纪40年代产生、70年代迅速发展起来的，到目前借助CFD已经解决了不少难题，其中计算风工程克服了理论分析、风洞试验和现场实测方法的一些固有缺陷，成为结构风工程领域的一个重要分支。

相比于风洞试验，CFD技术有下列优点:①周期短，成本低，不同工况的参数易修改;②能够做足尺模拟，不受缩尺效应的影响，从而克服了风洞试验相似数难以同时保持一致的缺点;③能够得到在流域中任何位置处的流场信息，克服了风洞试验测点布置的局限性和实验数据的不完备性;④通过可视化后处理模块，能直观、形象地展示实验结果，易于一线设计者所接受，而目_随着计算机的不断发展，价格不断下降和计算性能的提高，使CFD越来越多的应用于建筑结构风工程的研究中。

利用CFD技术对钝体结构绕流流场进行模拟，计算模型参数众多，从而使得计算精度和诸多因素有关。

本文主要开展刘一湍流模型的选择、计算域网格划分、来流边界条件的设定等方面的研究工作，为CFD技术的实际应用提供参考。

CFD模拟包括数值计算方法、计算网格生成、湍流模型等内容。

目前主要的数值模拟方法可分为:有限差分法、有限元法、有限体积法和涡方法;有限体积法物理意义明确，能够保证离散方程的守恒特性，同时继承了有限差分和有限体积法的优点，在CFD的商用软件中应用最为广泛。

网格生成可采用结构网格和非结构网格，非结构网格具有构造方便，自适应能力强等特点，对计算域局部网格加密有较好的表现。

湍流模型是CFD数值模拟的核心内容之一。

对湍流的直接数值模拟一直受计算机速度和容量的限制，由均匀各向同性湍流统计理论可知，湍流中小旋涡的尺度随雷诺数(Re)的增加迅速减少。

直接数值模拟计算所需要的最小网格尺度必须小于最小的旋涡，就目前的情况而言，直接数值模拟只能计算Re数约为10³数量级的湍流。

所以计算高雷诺数的湍流，直接数值模拟遇到了严重的挑战。

湍流现象在自然界是普遍存在的，湍流基础理论的应用范围也比较广，但是学者们经过了100多年的小懈的努力，湍流的基本机理仍然未完全搞清楚，湍流作为力学中最为困难的难题之一摆在世人而前。

随着湍流试验测试技术水平提高、数学理论、数值算法和计算机技术的飞速发展，21世纪我们必将解开湍流这一困惑百年的难题。

风洞试验的理论基础是相似准则。

在模型与实物几何外形相似的基础上，若风洞模拟试验的对数衰减数、弹性数、密度比数、重力数、Reynolds数与实际情形相同，则满足一定长度缩尺比、速度缩尺比、密度缩尺比条件下的试验模型的响应与实际结构的响应相同或成比例。

在常规实验条件下，风洞中还不能完全复现真实条件下气流的运动状况。

因此，根据不同的实验目的，对上述参数近似、取舍，采用气动弹性模型或刚性模型。

前者直接测量动态风荷载和结构响应;后者借助高频动态天平测量风荷载，再根据结构固有特性，计算结构动态响应。

当测定结构物壁面的风速与风压分布时，一般采用刚性模型。

风洞中尖塔、挡板、栅格、粗糙元、湍流度调节器、紊流主动发生器等若干装置组合，可以比较精确地模拟自然风的紊流特性。

目前，超声风速仪、热线扫描仪、机械扫描阀测压系统、电子扫描阀测压系统、位移传感器等是风洞模拟试验数据的主要采集设备。

风洞试验时，要使风洞模拟的大气边界层流动与实际大气中的流动情况完全相似，则必须满足几何相似、运动相似、动力相似、热力相似以及边界条件相似等，这显然是不可能的，因此，只能针对具体的研究对象做到部分地或近似地模拟大气边界层.在风洞中进行建筑结构风荷载和风响应试验时，要求模拟速度层，即满足平均风速廓线和湍流结构特性相似.研究表明:在大气边界层底层强湍流场中，湍流结构特性的模拟比雷诺数模拟更具重要性.在风洞中模拟速度边界层的主要方法是采用旋涡发生器的人工形成法和在长试验段中调节地面粗糙高度的自然生成法两种.目前的主要难点是地形对近地层风特性影响的模拟和风切变近地层风特性影响的模拟和风切变(风速和风向)同时沿高度变化的模拟.3.现场实测现场实测是指观测实际建筑物表面的风压分布，测量结构各个部分的位移、变形等。

通过现场实测，可获得详细全面、可信度较高的数据资料，加深对结构抗风性能的认识，优化设计阶段所采用的试验模型或计算模型，为制定建筑荷载规范提供依据。

此外，现场实测能够及时发现问题，以便采取相应的处理措施。

目前使用的各种风速谱都是基于大量翔实的观测资料，如Davenport谱是在不同地点、不同条件下测得的90多次强风记录基础上归纳出来的，大多数国家建筑荷载规范都采用此水平风速谱公式。

美国曾在纽约世贸大厦(现以倒塌)上开展了风压实测工作。

张相庭教授基于对上海老电视塔近半年的现场实测数据，建立了风能耗散原理。

德国Peil教授和Noelle博士对高344m的Gartow桅杆进行了大量的现场测试，并根据观测结果总结出桅杆顺风向振动响应的特征。

我国工程界对超高层建筑上的风向、风速、风压测试工作非常重视，曾在深圳地王大厦、香港中国银行大厦等开展过连续观测。

然而，现场实测也受到一些条件的限制:一是自然风变化不定，工作环境可能不安全;二是现场测试组织和安排比较复杂，耗时耗资大，实验成本高;三是实测数据的精度问题，涉及到传感器的质量、数据的采集与传递、信息的存贮与后处理等方面。

此外，现场实测一般在工程建成并投入使用后才能开展，只能为今后同种类型的工程结构设计提供参考。

因此通常只对重大科研项目开展现场测试。

1.3风洞试验风洞试验是结构风工程研究中最成熟、应用最广泛的研究方法。

目前国内外所建复杂体型建筑的结构设计所需抗风参数，均需通过风洞试验获得，同时也可通过风洞试验研究复杂体型结构的风压特性，并总结其风荷载规律。

风洞试验有显著的优点:试验条件、试验过程可以人为地控制、改变和重复;在实验室范围内测试方便并且数据精确。

风洞试验也有缺点，如风洞本身造价昂贵、动力消耗巨大;从模型制作到试验完成的周期较长;试验都是针对特定的工程结构进行，结构模型利用率低;风洞洞壁干扰、支架干扰等。

另外还存在紊流尺度、雷诺数相似模拟的困难和非线性相似率模拟的新问题，但目前风洞试验仍为重大工程抗风设计的信息来源和依据。

CFD是上世纪40年代产生、70年代迅速发展起来的，到目前借助CFD已经解决了不少难题，其中计算风工程克服了理论分析、风洞试验和现场实测方法的一些固有缺陷，成为结构风工程领域的一个重要分支。

相比于风洞试验，CFD技术有下列优点:1.周期短，成本低，不同工况的参数易修改;2.能够做足尺模拟，不受缩尺效应的影响，从而克服了风洞试验相似数难以同时保持一致的缺点;3.能够得到在流域中任何位置处的流场信息，克服了风洞试验测点布置的局限性和实验数据的不完备性;4.通过可视化后处理模块，能直观、形象地展示实验结果，易于一线设计者所接受，而且随着计算机的不断发展，价格不断下降和计算性能的提高，使CFD越来越多的应用于建筑结构风工程的研究中。

伴随着计算机硬件技术的迅速提升以及数值计算科学的发展，综合多种学科优势，应用“数值风洞”技术，对大气边界层风场环境中建筑结构的绕流场进行数值模拟，计算结构承受的风荷载甚至结构的动力响应，模拟建筑所处的风场环境以及其他一些风工程相关问题，正在或者已经成为可能。

特别是伴随着计算机硬件技术的匕速发展和商用软件的推广使用，结构风工程领域数值模拟呈现出蓬勃发展的势头。

实现二维、全物理过程、全系统规模的高分辨率、高逼真度的模拟是建筑结构抗风数值研究的最终目标。

然而要实现这个目标，需要解决二个核心问题:可靠的湍流模式、先进的计算方法和高性能的计算机。