高层建筑风致结构响应结果分析.docx
超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术研究
![超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术研究](https://img.taocdn.com/s3/m/8916c82eae1ffc4ffe4733687e21af45b307fe25.png)
超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术研究超高层建筑是现代城市的标志性建筑之一,然而,随着建筑高度的增加,其在强风环境下存在严重的风振问题。
风振现象不仅会导致超高层建筑剧烈的摇摆,甚至可能引发结构破坏和安全隐患。
因此,研究超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术具有重要的工程应用价值。
首先,针对超高层建筑结构风振问题的研究,需要进行风洞试验和数值模拟分析。
风洞试验可以通过模拟真实的风场环境,获取结构在风力作用下的响应。
通过风洞试验可以确定结构的风荷载分布及其对结构的力学性能的影响。
同时,数值模拟分析也是研究超高层建筑结构风振响应的重要手段。
基于ANSYS等有限元软件,可以对超高层建筑进行模拟,预测结构的风振响应。
其次,为了减小超高层建筑的风振响应,需采取有效的抑制技术。
目前,常用的抑制技术主要包括被动控制、主动控制和半主动控制。
被动控制技术是通过优化结构的刚度和阻尼特性,减小结构对风荷载的响应。
常见的被动控制技术包括质量调节、增加剪力墙等。
主动控制技术则是通过使用传感器和执行器,对结构进行实时监测和调节,以抑制结构的振动。
而半主动控制技术则是被动和主动控制的结合,兼具两者的优点。
在具体研究超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术的过程中,需要考虑多方面的因素。
首先,要充分地了解超高层建筑的结构特点和风动力学特性。
超高层建筑的结构比较复杂,一般由钢结构和混凝土结构组成。
其风动力学特性则受到结构形态和风洞效应的影响。
因此,在进行风振响应分析时,需要综合考虑这些因素,并建立准确的数学模型。
此外,对于超高层建筑的风振响应抑制技术研究,还需考虑经济性和可行性。
抑制技术的实施会增加工程的投资成本,因此,需要权衡抑制效果与成本。
同时,超高层建筑已经建成,抑制技术的实施需要考虑施工的可行性和结构的可操作性。
因此,在研究过程中还需要充分考虑这些实际问题,并提出合理的解决方案。
总结而言,超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术研究是一个复杂且具有挑战性的课题。
超高层建筑的风振与地震响应分析
![超高层建筑的风振与地震响应分析](https://img.taocdn.com/s3/m/d6671b7742323968011ca300a6c30c225901f089.png)
超高层建筑的风振与地震响应分析随着城市化进程的不断加速,超高层建筑的兴起成为现代城市的一道亮丽风景线。
然而,由于其高度和结构特点,超高层建筑在面临风振和地震的时候存在一定的风险。
因此,进行针对性的风振与地震响应分析显得十分必要。
一、风振分析1.风振现象超高层建筑受到风力作用时,会产生风振现象。
当风通过建筑物引起周围气流幅度的波动时,会导致建筑物产生共振,进而引起建筑物的摇晃现象。
2.风振原因风振是由于风对建筑物的作用力引起的。
一方面是由于风对建筑物的外表面产生的压力差,另一方面则是由于建筑物自身的气动力引起的。
3.风振测量为了对超高层建筑的风振进行分析,一种常用的方法是通过安装风力测量仪器进行实时监测。
风力测量仪器可以记录下风的方向、风速和风力周期等数据,有助于建筑师了解到风对建筑物的影响。
4.风振抑制为了减少超高层建筑的风振,可以采取一系列的措施,如增加建筑物的整体刚度、合理设计建筑物外形,或者采用风洞试验等方法。
二、地震响应分析1.地震现象地震是地壳发生剧烈震动的自然现象。
当地震发生时,超高层建筑会受到地震波的作用,并产生相应的响应。
2.地震原因地震是由地壳运动引起的,可以分为板块运动引起的地震和火山地震两种。
超高层建筑所在地的地壳活动程度,决定了其面临地震风险的大小。
3.地震分析方法为了对超高层建筑的地震响应进行分析,可以采用有限元方法。
该方法可以把建筑物分为很多小块,通过计算每个小块的振动特性,并将其耦合起来,从而得到整个建筑物的地震响应。
4.地震设计超高层建筑在设计的时候,需要考虑到地震的影响,因此需要进行地震设计。
地震设计包括选择合适的地震烈度、确定地震力的作用方向和大小、设计合理的抗震结构等等。
结语超高层建筑的风振与地震响应分析是对其结构稳定性和安全性进行评估的重要手段。
通过对风振和地震的分析,可以发现并解决存在的问题,确保超高层建筑在面对自然灾害时能够安全稳定。
因此,在超高层建筑的规划和设计过程中,应该重视风振与地震响应分析的重要性,并采取相应的措施保障建筑物的安全。
高层建筑风荷载的结构分析
![高层建筑风荷载的结构分析](https://img.taocdn.com/s3/m/5533250368eae009581b6bd97f1922791688bed5.png)
高层建筑风荷载的结构分析随着城市化进程的不断加快,高层建筑的数量也越来越多。
然而,高层建筑的结构设计必须充分考虑风荷载对建筑物的影响,以确保其在高风区能够安全稳定地运行。
因此,高层建筑风荷载的结构分析成为设计师和工程师们需要重点关注的问题之一。
高层建筑在面对强风时,会受到风的作用力,这会给建筑结构带来很大的挑战。
因此,在进行风荷载的结构分析时,需要考虑以下几个方面。
首先,高层建筑的风荷载分布不均。
在过去的几十年中,人们对高层建筑风荷载的研究得到了很大的进展。
研究发现,高层建筑不同部位所受到的风荷载并不均匀,受风程度强的部位要比其他部位承受更大的压力。
因此,在进行风荷载分析时,需要结合具体建筑结构的特点,对不同部位的风荷载进行准确地计算和分析。
其次,高层建筑风荷载的计算需要考虑不同的风力影响因素。
一般来说,风荷载的大小取决于风速、建筑物的高度、形状以及所处地区的气象条件等多个因素。
因此,在进行结构分析时,需要利用实测数据或者气象预报数据,考虑风速和风的方向等因素,准确计算建筑物所受到的风荷载。
此外,高层建筑的结构分析需要考虑风荷载对建筑物不同方向的影响。
一般来说,风荷载可分为平行于建筑物主体方向的主风向荷载和垂直于主体方向的侧风荷载两部分。
主风向荷载通常由侧风荷载和顺风荷载两部分组成,而侧风荷载又可细分为正侧风荷载和负侧风荷载。
因此,进行结构分析时,需要对不同方向的风荷载进行准确地计算,以获取全面的结构响应。
最后,高层建筑的结构分析还需要考虑风致振动对结构的影响。
高层建筑在面对强风时,往往会出现振动现象。
如果风致振动超过了建筑物能够承受的范围,可能会导致结构的损坏并威胁到建筑物的安全。
因此,进行结构分析时,需要考虑风致振动引起的结构响应,采取合适的措施来保证结构的稳定性和安全性。
综上所述,高层建筑风荷载的结构分析是确保高层建筑安全稳定运行的重要一环。
准确计算和分析风荷载对于高层建筑的结构设计至关重要。
高层建筑的风振响应分析
![高层建筑的风振响应分析](https://img.taocdn.com/s3/m/5f0148de988fcc22bcd126fff705cc1755275f06.png)
高层建筑的风振响应分析随着城市化进程的加速,高层建筑的数量不断增长,人们的居住和工作条件得到了大幅提升。
然而,高层建筑面对的风险问题也日益凸显。
其中,风振问题是高层建筑中最为普遍和重要的问题之一。
风振产生的噪音、震动和摆动会影响到建筑物结构安全和使用舒适性。
因此,需要对高层建筑的风振响应进行分析和预测,以保证建筑物的安全性、稳定性和舒适性。
一、风场特征高层建筑风振响应的特征与气象、地形和建筑物本身特征有关。
首先,气象因素会对风场的形式和能量分布产生影响。
气象因素可以分为静态和动态两类。
静态气象因素包括气温、湿度、气压等,这些因素对风场的形式和大小影响有限。
动态气象因素主要包括风速、风向、风向频率分布等。
由于风速和风向动态变化,导致风场的空间分布和大小变化,对高层建筑风振响应产生影响。
其次,地形的高度、坡度等地形特点对风场的形态和空间分布产生影响。
由于地形的起伏和坡度,使得风场的大小、速度和方向有所变化。
在城市建设中,建筑物的密集和高度差异也会对风场的形态产生影响。
建筑物之间的流场介于平稳和紊流之间,具有局部涡旋形成的特点,使得风场的大小和方向变化更为复杂。
最后,建筑物本身的特性会对风场产生反射、折射、扭曲和干涉等影响,从而使得风场的大小和方向发生改变。
随着建筑物高度的增加,建筑物本身的增大、缩小、侵入和曲线等特性越发明显,对风场的影响越来越重要。
二、风振响应特征所谓的风振响应是指建筑物在风作用下所发生的振动现象。
一般来说,建筑物在风作用下的振幅会随建筑物高度增加而增加,振动频率也会随建筑物高度增加而升高。
此外,建筑物的诸如刚度、质量等特性与风场的结构、强度等因素也会对建筑物的振动响应特性产生影响。
振幅和频率是评价建筑物风振响应影响的重要指标。
建筑物在风作用下的振幅主要指建筑物振动的物理数量,是建筑物振动的量值;频率是指建筑物振动发生的速率,衡量振动的快慢。
因此,振幅和频率大小的评估可以直接影响到建筑物的结构安全和使用舒适性。
大型超高层建筑的随机风振响应分析
![大型超高层建筑的随机风振响应分析](https://img.taocdn.com/s3/m/cc62573b3968011ca3009159.png)
[ 6]
{ y( t) } = [ { u( t) } = Φ]
u j { } j . ∑ j =1
(6)
式中: q 为所选取的振型数; u j 为第 j 阶振型的广 义位移. 根据规范, 一般取 Davenport 脉动风速谱作为 激励谱 S ff , 其不随高度变化. 当知道了结构各点 高度处的平均风速 V j , 风荷载体型系数 Us 及迎 风面面积 A j 后, 就可以得出自荷载谱: S PP = UsV j A j S ff . (7) 如果考虑各随机激励之间的相关性, 则引入 相关系数 ρ , 便可形成荷载功率谱矩阵 S PP ( ω) . S PP ( ω) 为非负的 Hermite 矩阵, 显然, 因此可以 对其进行 LDL 分解 S PP ( ω) = LDL * . D, 则有: 对角矩阵. 取 d = 槡 S PP ( ω) = L ·d·d·L * = ( Ld) 2 , ( 9 ) 所以, 构造的 n 个( 原来荷载列向量的个数 ) 虚拟激励向量为 { x ( t ) } = L · d · e i ωt . 于是求得结构的虚拟位移
(8)
D 为实 式中:L 为对角元素均为 1 的下三角矩阵,
1
随机响应虚拟激励法的原理
虚拟激励法
[ 9]
的基本思想是当线性系统受 到功 率 谱 密 度 为 S xx ( ω) 的 平 稳 随 机 激 励 x( t) 时, 对应响应 y 的功率谱 S yy ( ω) 可表示为 S yy ( ω) = | H | 2 S xx ( ω) . (1) 式中: H 为频率响应函数. 即当随机激励被单位 i t 简谐激 励 e ω 代 替 时, 相应的简谐响应为 y = He . 则若在激励 e 了一虚拟激励:
超高层模块化建筑施工中的风振响应与控制分析
![超高层模块化建筑施工中的风振响应与控制分析](https://img.taocdn.com/s3/m/ecd77e5753d380eb6294dd88d0d233d4b04e3f53.png)
超高层模块化建筑施工中的风振响应与控制分析随着城市化进程的加快和人口增长,越来越多的超高层建筑被兴建起来。
超高层建筑由于其高度和结构特点,容易受到外界风力的影响。
特别是在施工阶段,模块化建筑在吊装和组装过程中更容易受到风振效应的影响。
因此,在超高层模块化建筑施工中,对于风振响应的分析与控制具有重要意义。
一、风振现象对超高层模块化建筑施工的影响1. 施工期间的安全在超高层模块化建筑的吊装和组装过程中,如果遇到大风天气,在没有采取适当措施之前施工是非常危险的。
大风不仅会影响工人的操作安全,还可能导致吊装设备失稳或者堆放材料被吹散。
2. 结构稳定性超高层数住宅楼房通常采用了较轻量且柔韧性良好的材料进行构造,这样容易在风力的作用下发生振动。
长时间频繁的风振可能导致楼体结构疲劳,甚至引发崩塌事故。
二、风振响应分析方法1. 数值模拟方法数值模拟方法是目前较为常用的风振响应分析手段之一。
通过建立超高层模块化建筑的有限元或计算流体动力学模型,可以对其在特定风速下的结构响应进行仿真计算。
该方法能够反映建筑结构和环境因素之间的相互影响,从而更好地了解超高层建筑在不同条件下的振动性能。
2. 实测方法实测方法是通过安装传感器和数据采集设备来直接观测超高层模块化建筑在不同条件下的实际振动情况。
通过采集得到的数据,可以对超高层建筑吊装施工中存在的风振问题进行有效评估和分析,并为制定合理控制方案提供依据。
三、风振控制技术1. 动态调整结构刚度通过调整结构刚度,改变超高层模块化建筑受力和振动特性,可以有效减小风振响应。
例如,在施工过程中采用可调节刚度的支撑结构或采用柔性连接方式,可以使建筑更具柔韧性,从而减小振动。
2. 使用风阻板或吸振器在超高层模块化建筑上安装风阻板或吸振器,可以调整细触体的共振频率,从而减小风力对建筑物的作用。
这些辅助设备能够通过吸收或分散风力产生的能量来控制振动。
3. 优化结构设计在超高层模块化建筑设计阶段,采用合理的结构形式和材料选择,能够改善其抗风性能,并降低风力对建筑物的影响。
高层建筑结构在风荷载下的响应与抗震分析研究
![高层建筑结构在风荷载下的响应与抗震分析研究](https://img.taocdn.com/s3/m/6a8948546d175f0e7cd184254b35eefdc8d3151b.png)
高层建筑结构在风荷载下的响应与抗震分析研究引言:高层建筑由于其高度、特殊的设计要求以及复杂的结构特征,在面对自然灾害及其他外力作用时,需要进行精密的分析研究。
其中,风荷载是影响高层建筑结构的一项重要因素,对高层建筑的结构稳定性和抗震性能具有重要影响。
在本文中,将探讨高层建筑结构在风荷载下的响应和抗震分析研究的相关内容,以帮助我们更好地理解和应对这一问题,确保高层建筑的安全性。
一、风荷载对高层建筑结构的影响1. 风荷载的特点:风荷载是由大气层中产生的气流对建筑物施加的一种力,具有无规律、随机性强、变化快的特点。
风荷载的大小受到建筑的高度、形状、材料等因素的影响。
2. 风荷载对高层建筑的影响:风荷载会导致高层建筑产生荷载响应,如结构的位移变形、应力增加等。
长期的风荷载作用还会造成结构疲劳及损伤,降低建筑物的使用寿命。
二、高层建筑结构的响应分析1. 风荷载下的结构位移响应:高层建筑结构在风荷载作用下会产生位移,通过数值模拟分析可以计算出不同位置的位移响应,帮助工程师了解结构的稳定性及承载能力。
2. 结构的应力分析:风荷载会导致高层建筑结构产生应力集中现象,通过应力分析,可以判断结构的抗风能力,进而确定是否需要进行加强设计。
3. 动力响应分析:风荷载作用下的结构会受到周期性的振动,通过动力响应分析,可以确定结构在不同风速下的振动频率和阻尼比,以便设计师优化结构设计。
三、高层建筑结构的抗震分析1. 结构的地震反应分析:高层建筑需要根据所处地区的地震活动性质、频率和强度等因素进行地震反应分析。
通过模拟不同地震荷载下的反应,可以评估结构的稳定性和安全性,并确定结构的抗震设计参数。
2. 抗震设计的优化:在进行抗震分析的基础上,可以对高层建筑结构进行优化设计,以提高结构的抗震能力,如使用钢筋混凝土框架结构、增加横向抗剪墙等。
3. 结构的减震与隔震措施:为了减小地震对高层建筑结构的影响,可以采用减震和隔震措施,如设置减震器、隔震基础等,以减少地震荷载对建筑物的损害程度。
高层建筑中的风力与结构分析
![高层建筑中的风力与结构分析](https://img.taocdn.com/s3/m/3e48e25154270722192e453610661ed9ad5155c2.png)
高层建筑中的风力与结构分析一、引言高层建筑在现代城市中扮演着重要的角色,然而,由于其高度和复杂的结构,常常面临着来自风力的挑战。
本文将对高层建筑中的风力作用进行分析,并探讨其对建筑结构的影响。
二、风力的作用1. 风的形成与运动风是空气在地球表面上的水平运动。
由于地球的自转和不同地区的温度差异,形成了大规模的气流运动,即风。
风具有一定的速度和方向。
2. 风力在高层建筑中的表现风力在高层建筑中表现为侧向风载荷。
当风经过建筑物时,会对建筑物施加压力,这会导致建筑物产生摆动和振动。
风力的大小取决于风的速度、密度、建筑物的外形和高度等因素。
三、高层建筑风力分析1. 风荷载计算风荷载计算是确定建筑物所受风力大小的过程。
常用的计算方法有平衡设计方法和静力设计方法。
平衡设计方法考虑到建筑物和风之间的动力平衡,静力设计方法则将风载荷视为一种静力作用。
2. 风向与风力分布在高层建筑设计中,需要了解风向的频率与风力的分布情况。
通过风洞实验或数值模拟方法,可以得出建筑物所在地的典型风向和风力参数。
3. 结构响应分析在确定风荷载大小后,需要进行结构的响应分析。
通过数值模拟和结构力学分析,可以得出建筑物在不同风荷载下的应力、位移等响应情况。
这些数据可以用于评估建筑物的结构安全性和稳定性。
四、风力对高层建筑结构的影响1. 抗风设计高层建筑在设计阶段需要考虑到风力的作用,采取相应的抗风措施。
例如,设计合理的结构形式,增加建筑物的刚度和稳定性,使用风阻抗较大的材料等。
2. 结构健康监测为了保证高层建筑的结构安全,需要进行结构健康监测。
通过安装传感器,实时监测建筑物的振动和位移情况,及时发现异常情况,并采取相应的措施进行修复和维护。
3. 建筑物舒适性高层建筑的风振问题不仅影响结构安全,还会对建筑物的舒适性产生影响。
风振会导致建筑物产生噪音和不稳定感,给居住者造成不适。
因此,在设计中需要考虑到舒适性的要求,采用减振和隔声措施。
五、结论高层建筑中的风力是一个重要的设计考虑因素。
高层建筑风振响应分析与控制研究
![高层建筑风振响应分析与控制研究](https://img.taocdn.com/s3/m/634eea35591b6bd97f192279168884868762b8b1.png)
高层建筑风振响应分析与控制研究引言在现代城市的发展中,高层建筑已成为城市景观的一部分。
然而,高层建筑在面临强风的情况下可能出现风振问题,对建筑结构的稳定性和人员生命安全带来威胁。
因此,高层建筑风振响应分析与控制研究变得至关重要。
1. 高层建筑风振现象高层建筑的结构相比于传统建筑更加灵活,在面对风力时容易产生振动现象。
这主要归因于风作用在建筑物上所产生的涡流及压力变化。
当风速超过一定阈值时,建筑结构开始出现共振现象,振幅逐渐增大,进而影响建筑的安全性和舒适性。
2. 高层建筑风振响应分析方法为了研究高层建筑的风振响应,需要进行风洞试验和数值模拟。
风洞试验能够模拟不同风速和风向条件下的风场,以获取风作用下的建筑振动响应数据。
同时,数值模拟方法如计算流体力学(CFD)和有限元分析(FEA)也成为研究的重要手段。
3. 高层建筑风振控制技术为了减轻高层建筑的风振响应,研究者们提出了一系列控制技术。
其中一种是主动控制技术,通过在结构上设置反馈控制系统,动态地修正结构的响应。
另一种是被动控制技术,通过在结构上设置阻尼器、质量调整器等装置,改变结构的固有特性,从而减小振动幅度。
此外,还有一些其他的技术,如涂层减振、断层结构等,也在一定程度上缓解了高层建筑的风振问题。
4. 实例分析及案例研究以某个高层建筑为例,对其进行风振响应分析和控制研究。
通过在风洞中进行试验,获取了建筑在不同风速下的振动数据。
同时,通过有限元分析,分析了建筑结构的固有频率和模态振型。
在此基础上,设计了一种主动控制系统,通过调整反馈参数,使建筑的振动响应受到有效控制。
进一步,对比了不同风振控制技术的效果,评估了各种技术的优缺点。
结论高层建筑风振响应的研究和控制对于保障建筑结构的安全和居民的生命安全具有重要意义。
通过风洞试验和数值模拟分析,可以全面了解风作用下建筑结构的振动响应。
在此基础上,采用主动或被动的控制技术,可以有效减小高层建筑的风振响应,提高其在强风环境下的稳定性和舒适性。
高层建筑结构抗风设计分析
![高层建筑结构抗风设计分析](https://img.taocdn.com/s3/m/f8ffeb61657d27284b73f242336c1eb91a3733ec.png)
高层建筑结构抗风设计分析高层建筑是现代城市发展的重要标志,然而其巨大的高度和细长的结构也带来了对抗风设计的挑战。
本文将对高层建筑的抗风设计进行分析,从风荷载计算、风振响应和结构设计三个方面进行探讨。
一、风荷载计算风荷载是指风力作用在建筑结构上产生的力。
根据国家相关规范,风荷载应按照气象条件、建筑高度和形状以及结构特性进行计算。
常用的风荷载计算方法有气象风荷载法和结构风荷载法。
气象风荷载法根据气象条件进行风力参数的计算,而结构风荷载法则根据建筑结构特性进行风荷载的推导。
合理准确地计算风荷载是高层建筑抗风设计的基础和前提。
二、风振响应高层建筑在强风作用下容易产生结构振动现象,即风振响应。
风振响应会影响建筑物的使用性能和结构安全。
对风振响应的分析可以采用风洞试验、数值模拟和理论分析等方法。
风洞试验是一种直接观测风荷载和风振响应的方法,能够提供真实可靠的数据。
数值模拟则通过建立数学模型,模拟风场和建筑结构之间的相互作用,从而得出风振响应。
理论分析则基于结构动力学理论,通过计算和分析来推测风振响应的程度和影响。
三、结构设计在高层建筑的抗风设计中,结构设计起着至关重要的作用。
合理的结构设计可以提高建筑物的整体抗风能力。
常见的结构设计方法有刚度控制设计、阻尼控制设计和减振控制设计。
刚度控制设计通过增大结构刚度来抵抗风力作用;阻尼控制设计则通过增加结构阻尼来削弱风振效应;减振控制设计则采用减振器等装置,来减少风振响应。
这些设计方法可以单独应用,也可以综合应用,根据具体的建筑结构和风荷载来确定最佳的设计方案。
综上所述,高层建筑结构抗风设计是一个复杂而重要的工作。
通过合理计算风荷载,准确分析风振响应,以及采用科学的结构设计方法,可以保证高层建筑的安全可靠。
未来,随着科技的发展和规范的完善,高层建筑抗风设计将进一步提高,为人们提供更安全、舒适的居住和工作环境。
超高层建筑风振效应的分析与控制
![超高层建筑风振效应的分析与控制](https://img.taocdn.com/s3/m/2709f8c8d5d8d15abe23482fb4daa58da0111c02.png)
超高层建筑风振效应的分析与控制随着城市化进程的不断加快,高楼大厦的数量不断增多。
在超高层建筑中,风振效应是一项非常重要的问题。
风振效应会对建筑物的安全性、舒适度和使用寿命等产生很大的影响。
因此,对超高层建筑的风振效应进行分析和控制是非常必要的。
超高层建筑的风振效应是指由于风力作用所引起的建筑物的振动现象。
在一定的风速条件下,建筑物会受到风力的作用,导致建筑物发生振动,并产生相应的结构应力。
建筑物的振动会对其内部和外部的使用环境产生直接的影响。
在极端情况下,风振效应还可能引起建筑物的倒塌等严重后果。
超高层建筑的风振效应主要受到以下因素的影响:建筑物的高度、形状、重量、弹性模量、抗风能力等。
其中,建筑物的高度是决定风振效应大小的关键因素。
当超高层建筑的高度超过50米时,就会出现明显的风振效应。
因此,对于高度超过50米的建筑物,风振效应的分析和控制显得尤为重要。
为了有效地分析和控制超高层建筑的风振效应,需要采取一系列的措施。
首先,需要对建筑物的结构进行优化设计,提高其抗风能力。
其次,需要采用适当的风洞模型进行风洞试验,以验证建筑物在不同风速下的风振响应。
此外,还可以通过在建筑物上设置减振器等结构配件,来减小建筑物的风振响应。
减振器是一种可以有效减小建筑物振动幅度的结构组件。
常见的减振器包括阻尼器、质量阻尼器、液态阻尼器等。
这些减振器可以通过消耗振动能量、调节建筑物的振动频率等方式来减小风振效应的影响。
使用减振器不仅可以提高建筑物的抗风能力,还可以改善建筑物的整体舒适度和使用寿命。
除了使用减振器外,还可以通过对建筑物的结构参数进行优化,减小建筑物的风振效应。
例如,可以采用不同的结构板式、改变结构布局等方式来控制振动频率和幅度,达到减小风振效应的目的。
此外,还可以通过增加建筑物的阻力系数、改变建筑物的外形等方式,来改善建筑物的抗风能力和降低风振效应的影响。
总之,在超高层建筑的设计和施工过程中,对风振效应进行分析和控制是非常重要的。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/6f6633ea5122aaea998fcc22bcd126fff6055d5d.png)
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。
高层建筑结构抗风性能研究
![高层建筑结构抗风性能研究](https://img.taocdn.com/s3/m/58ceb44f6d85ec3a87c24028915f804d2a168710.png)
高层建筑结构抗风性能研究随着城市的发展,高层建筑在我们的生活中变得越来越常见。
然而,由于自然灾害的威胁,高层建筑的结构抗风性能成为了一个非常重要的问题。
本文将对高层建筑结构抗风性能进行研究,通过探讨相关理论和实践经验,以期为高层建筑的设计和施工提供参考。
一、风对高层建筑的影响风是一种常见的自然力量,它对高层建筑的结构造成了巨大的挑战。
首先,风的力量会对建筑物的外墙和结构构件产生巨大的压力。
其次,高层建筑的结构特点使其变得更容易受到风的影响,例如其较小的基座和较大的高度会增加风对建筑物的作用力。
因此,研究和提高高层建筑的抗风性能势在必行。
二、高层建筑结构抗风措施的研究为了提高高层建筑的抗风能力,工程师们采取了一系列的措施。
首先,适当的建筑形态设计可以降低风对建筑物的作用力。
例如,通过增加建筑物的圆角或者采用流线型设计,可以减小风的阻力,从而提高抗风能力。
其次,高层建筑的结构采用钢筋混凝土框架结构或者钢结构,这些结构能够更好地分担风荷载,提高整体的稳定性。
最后,通过采用风洞实验等手段,可以对高层建筑的抗风能力进行准确的评估和改善。
三、高层建筑结构抗风性能的实践经验在实际的建设中,高层建筑的抗风性能也得到了一定程度的验证。
例如,某市的高层建筑在设计和施工过程中,采用了综合对策,包括结构形态优化、风洞实验、材料选择和施工工艺等,成功提高了建筑物的抗风能力,保证了人员的安全。
此外,在一些风灾频发地区,还存在高层建筑抗风问题的研究和发展,通过总结前期的经验和教训,提出了一系列可行的措施,并在实践中取得了积极的效果。
四、未来展望高层建筑结构抗风性能研究是一个非常重要的课题,它关乎着人们的生命财产安全。
未来,我们应该继续深入研究高层建筑抗风问题,不断提高抗风能力,以应对自然灾害的挑战。
同时,加强相关标准的制定与落实,推动高层建筑抗风技术的普及与应用,为我们的城市提供更安全、更稳定的高层建筑。
结论本文对高层建筑结构抗风性能进行了研究,探讨了风对高层建筑的影响、抗风措施的研究和实践经验,并对未来的发展进行了展望。
《2024年高耸板式塔的风振响应分析》范文
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《高耸板式塔的风振响应分析》篇一一、引言随着现代建筑技术的不断进步,高耸板式塔作为一种重要的建筑结构形式,在各种工程领域中得到了广泛的应用。
然而,由于高耸板式塔通常具有较高的柔性和较低的阻尼比,使其在风荷载作用下容易产生风振响应,对结构的安全性和稳定性造成一定的影响。
因此,对高耸板式塔的风振响应进行分析和研究具有重要的工程意义。
本文将通过对高耸板式塔的风振响应进行详细的分析和讨论,为实际工程设计和施工提供参考。
二、风振响应的基本理论风振响应是指建筑结构在风荷载作用下产生的振动响应。
其产生的原因主要是风荷载的随机性和结构自身的动力特性。
对于高耸板式塔而言,风振响应的主要形式包括顺风向和横风向振动。
其中,顺风向振动主要由平均风荷载引起,而横风向振动则主要由脉动风荷载引起。
在分析风振响应时,通常采用的方法包括频域分析和时域分析。
频域分析主要通过对结构动力特性和风荷载的频谱特性进行分析,得到结构的振动响应;时域分析则主要通过对风荷载的时程模拟和结构的动力时程分析,得到结构的振动响应。
在实际工程中,通常采用时域分析方法对高耸板式塔的风振响应进行分析。
三、高耸板式塔的风振响应分析针对高耸板式塔的风振响应分析,本文采用时域分析方法,通过建立结构有限元模型和风荷载模型,对结构在风荷载作用下的振动响应进行模拟和分析。
具体步骤如下:1. 建立结构有限元模型。
根据高耸板式塔的实际结构和尺寸,建立精确的结构有限元模型。
在建模过程中,需要考虑结构的几何非线性和材料非线性等因素的影响。
2. 建立风荷载模型。
根据实际气象数据和风场特性,建立合适的风荷载模型。
通常采用脉动风荷载模型来模拟实际风场中的随机性。
3. 进行时域分析。
通过将风荷载模型加载到结构有限元模型上,并进行动力时程分析,得到结构在风荷载作用下的振动响应。
在分析过程中,需要考虑结构的阻尼比、质量、刚度等动力特性对振动响应的影响。
4. 分析结果。
根据时域分析结果,可以得到高耸板式塔在风荷载作用下的顺风向和横风向振动响应。
高层建筑结构抗风性能分析
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高层建筑结构抗风性能分析在高层建筑的设计和施工过程中,抗风性能是一个非常重要的考虑因素。
由于高层建筑通常暴露在高空中,其结构必须能够承受强风的作用,确保建筑物的安全性和稳定性。
本文将对高层建筑结构抗风性能进行分析,并探讨几种常见的提高抗风性能的措施。
一、抗风性能分析高层建筑的抗风性能主要与其结构设计密切相关。
一方面,结构的材料选择和构造形式对于增强抗风性能具有重要意义。
另一方面,建筑的整体结构布局和平面形态也会对其抗风性能产生影响。
1. 材料选择和构造形式高层建筑在材料选择上通常倾向于使用高强度、高刚度的材料,如钢结构、混凝土等。
这些材料具有较好的强度和刚度性能,能够有效抵抗风力的作用。
在构造形式上,常见的抗风结构形式有框架结构、筒体结构和剪力墙结构。
框架结构通过设置钢梁和柱子形成刚性框架,提高了建筑的整体刚性。
筒体结构将建筑物设计为整体筒形,能够减小风载对建筑物表面的冲击力。
剪力墙结构则通过设置坚固的墙体,提供抗风的支撑和刚性。
2. 结构布局和平面形态高层建筑的结构布局和平面形态也是影响其抗风性能的关键因素。
合理的结构布局能够使建筑物的结构力线分布均匀,提高抗风能力。
同时,建筑物的平面形态也应尽量减小空气动力效应的影响,减小建筑物受风力影响的程度。
二、提高抗风性能的措施为了提高高层建筑的抗风性能,设计和施工中可以采取一系列的措施。
1. 加强结构刚度通过增加建筑物的刚性,可以提高其抗风性能。
可以采取的方法包括增加墙体和柱子的截面尺寸、增加钢结构中构件的厚度和宽度等。
同时,在设计中还可以增加适当的剪力墙,提供抗风的支撑作用。
2. 设置阻尼器或减振器阻尼器或减振器可以在建筑物受到风力冲击时,通过减小结构的振动幅度,减轻对结构的影响。
阻尼器可通过在建筑物内部设置刚性的主梁或质量块,利用其惯性产生阻尼效应。
减振器则可通过在结构上设置液压缓冲器、钢丝绳等装置,消耗振动的能量。
3. 提高表面光滑度建筑物的表面光滑度对于减小风载有重要影响。
受扰高层建筑的风致响应分析
![受扰高层建筑的风致响应分析](https://img.taocdn.com/s3/m/72bdfcef6294dd88d0d26b77.png)
(1) 平均响应。图 6 给出了 45°及 90°风向时东 楼沿 X 和 Y 向的平均位移。由图可知,45°风向时, 西楼的存在使东楼在 Y 向平均位移有一定的减小, 减小量约 7.5% ;而 X 向平均位移减小较多,约为 20% 。90°风向时,西楼 (此时西楼处于东楼正前 方) 很大地减小了东塔楼的平均位移, X 向 (顺风 向) 的顶部位移仅相当于单独东楼时的 12% (由 77 mm 减小至 9 mm,即减小量约为 88%);而 Y 向 (横 风向) 的顶部平均位移由 1 mm 增加至 10 mm。由图
土木工程学报 CHINA CIVIL ENGINEERING JOURNAL
Vol . 40 No. 8 Aug. 2 0 0 7
受扰高层建筑的风致响应分析
周晅毅 黄 鹏 顾 明
(同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海 200092)
摘要:受扰状态下高层建筑的静动力响应明显不同于单体建筑。以一实际姊妹塔楼为研究对象,根据风洞试验中
图 1 具有东西塔楼的某高层建筑 Fig. 1 Two tall buildings
2 风洞试验方法
图 3 单独东塔楼 Fig. 3 Single east tower
风洞测压试验是在同济大学土木工程防灾国家实 验室风洞试验室的 TJ- 2 大气边界层风洞中进行的。 根据该高层建筑周围数公里范围内的建筑环境,按照 文献[7]的方法将大气边界层流场模拟了 B 类地貌风 场,几何缩尺比为 1/300。除了考虑两栋塔楼同时存 在的情况 (图 2),还考虑了东塔楼先期建成,西塔 楼尚未建造的情况 (对此种情况,以下称为“单独东 塔楼”, 见图 3)。
《2024年高耸板式塔的风振响应分析》范文
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《高耸板式塔的风振响应分析》篇一一、引言高耸板式塔作为重要的工程结构,经常被用于通信、电力、石油化工等各个领域。
由于高耸板式塔的高度和细长结构特点,其风振响应问题显得尤为重要。
风振响应不仅影响结构的安全性,还可能对结构的使用性能和寿命造成影响。
因此,对高耸板式塔的风振响应进行分析和研究,具有重要的工程实际意义。
二、风振响应基本理论风振响应是指结构在风荷载作用下的动力响应。
对于高耸板式塔这类细长结构,风荷载是主要的外荷载之一。
风振响应分析主要涉及风荷载的特性、结构的动力特性以及风与结构的相互作用等方面。
风荷载的特性主要包括风的平均风和脉动风。
平均风可以通过气象资料获取,而脉动风的模拟则需要借助风洞试验或数值模拟等方法。
结构的动力特性包括结构的自振频率、振型和阻尼比等,这些参数可以通过模态分析等方法获得。
风与结构的相互作用则涉及到风的绕流、风的分离、风的涡激振动等问题。
三、高耸板式塔的风振响应分析方法对于高耸板式塔的风振响应分析,常用的方法包括频域分析和时域分析。
频域分析主要是通过风的谱特性,计算结构在各阶模态下的响应。
该方法具有计算效率高、易于工程应用的优点。
但频域分析无法考虑风的随机性和结构非线性因素的影响。
时域分析则是通过风的时程数据,直接计算结构在时间域内的响应。
该方法可以充分考虑风的随机性和结构非线性因素的影响,但计算量较大。
对于高耸板式塔这种细长结构,时域分析能够更准确地反映结构的动力特性。
四、高耸板式塔的风振响应分析实例以某高耸板式塔为例,对其风振响应进行分析。
首先,通过风洞试验或数值模拟方法获得风的时程数据。
然后,利用有限元软件建立结构的有限元模型,并进行模态分析,获取结构的动力特性参数。
接着,采用时域分析方法,将风的时程数据加载到结构模型上,计算结构在时间域内的响应。
最后,对计算结果进行分析,评估结构的风振响应性能。
五、结论通过对高耸板式塔的风振响应分析,可以得出以下结论:1. 高耸板式塔的风振响应受风荷载的特性、结构的动力特性以及风与结构的相互作用等因素的影响。
高层建筑负载激励下的风致响应研究
![高层建筑负载激励下的风致响应研究](https://img.taocdn.com/s3/m/25abd6baac51f01dc281e53a580216fc710a5361.png)
高层建筑负载激励下的风致响应研究高层建筑在现代城市中日益增多,其在风荷载作用下的响应问题备受关注。
一、高层建筑风致响应研究的背景与意义1. 背景随着城市化进程的加快,土地资源日益稀缺,高层建筑不断涌现。
这些高层建筑往往处于复杂的风环境中,风荷载对其结构安全和使用性能产生重要影响。
2. 意义研究高层建筑负载激励下的风致响应具有多方面的重要意义。
首先,从结构安全角度来看,准确了解风致响应可以为结构设计提供合理的依据,确保高层建筑在风荷载作用下能够满足强度和稳定性要求。
其次,对于建筑的使用性能,研究风致响应有助于优化建筑的舒适度设计,减少因风致振动引起的不适感,提高使用者的满意度。
此外,从经济角度考虑,合理的风致响应研究可以避免过度设计,降低建筑成本。
二、高层建筑风荷载的特性与分析方法1. 风荷载的特性- 高层建筑所受的风荷载具有复杂性。
其大小和方向随时间和空间变化,而且受到周围环境如地形、地貌以及相邻建筑物的影响。
- 风荷载可以分为平均风荷载和脉动风荷载。
平均风荷载主要与建筑物的体型系数和基本风压有关,而脉动风荷载则是由于风的湍流特性引起的,其具有随机性和动态性。
2. 分析方法- 对于风荷载的分析,常用的方法包括基于规范的方法和数值模拟方法。
基于规范的方法是根据相关的建筑结构荷载规范,通过确定体型系数、基本风压等参数来计算风荷载。
这种方法简单易行,但对于复杂的建筑体型和风环境可能存在一定的局限性。
- 数值模拟方法则是利用计算机技术,通过建立风场模型和建筑结构模型,对风荷载进行数值求解。
常用的数值模拟方法有计算流体动力学(CFD)方法。
CFD方法可以较为准确地模拟风场的湍流特性和建筑周围的流场分布,从而得到更精确的风荷载结果。
三、高层建筑的结构特性与风致响应分析1. 结构特性- 高层建筑的结构形式多样,包括框架结构、剪力墙结构、框架 - 剪力墙结构等。
不同的结构形式具有不同的力学特性,对风致响应的表现也不同。
高层建筑设计中的风力效应分析
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高层建筑设计中的风力效应分析高层建筑是现代城市的标志性建筑物,其设计与施工需要考虑到各种自然力的影响,其中风力效应是不可忽视的因素之一。
通过对高层建筑风力效应的分析,可以提供科学依据和有效方法来减轻建筑物的受力和减少风险,保障人们的安全。
首先,我们可以从风力效应的基本原理入手。
风是一种流体,当风吹向高层建筑时,会产生垂直和水平两个方向的力。
垂直方向的力主要是气压力,具体表现为顶部和侧壁的压力差异。
而水平方向的力则是风力,可以引起建筑物的摇摆和侧向力。
为了避免建筑物倒塌或发生破坏,设计师需要对这些风力进行详细分析,并在设计过程中采取相应措施来抵抗风力的影响。
其次,风洞实验是分析高层建筑风力效应的重要手段之一。
通过在实验室中模拟真实风场,可以精确测量和分析风对建筑物的作用。
在风洞实验中,研究人员可以通过改变建筑物的形状、结构和材料等参数来模拟不同风场条件下的实际情况。
同时,安装传感器和测量设备,可获得建筑物受力情况的具体数据。
这些实验结果将为设计师提供有关建筑物是否需要增加额外的支撑、减少风力影响的建议。
此外,数值模拟分析也是分析高层建筑风力效应的重要手段之一。
借助计算机软件和建筑物的数学模型,可以对风场的流动进行模拟和预测。
根据建筑物的几何特征和周围环境的风场数据,设计师可以通过数值模拟分析预测建筑物受风情况。
这种方法不仅可以快速获取风力对建筑物的作用信息,还可以满足设计师对风力效应的全面理解和深入研究。
值得一提的是,数值模拟依赖于准确的输入参数和合理的假设前提,因此需要设计师在分析过程中充分考虑各种因素的不确定性。
除了风力对建筑物的直接影响外,高层建筑风力效应还与建筑物的舒适性、节能和环保等方面有关。
例如,风力的作用可以改变室内外的气流分布,影响空调系统的运行效率和能耗。
因此,在高层建筑设计中,需要综合考虑风力效应对建筑物各个方面的综合影响。
综上所述,在高层建筑设计中,风力效应是不可忽视的因素,对建筑物的结构安全和功能优化具有重要影响。
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高层建筑风致结构响应结果分析1概况
某项目位于广州市新滘东路以西琶洲B2区,由塔楼1、塔楼2、塔楼3等3个塔楼和底部连接塔楼1和塔楼2的裙楼组成,3个塔楼呈“<”状排列,其中塔楼2屋面高度为148.10m、塔楼3屋面高度为149.65m。
塔楼2、3相互间距较小,楼层质量及刚度存在较大偏心[1],结构平面原为矩形(方案1),后调整为切角三角形(方案2),平面形状变化较大,项目进行了两次建筑物不同平面形状的风洞试验研究和风致结构响应分析。
项目效果图、总平面图和结构主要特征见图1、图2和表1。
2风洞风荷载与规范风荷载的结构风致响应对比
风洞风致结构响应分析报告[2,3]提供了用于主体结构设计的风荷载,每个塔楼包含6个不利风向对应的等效楼层风荷载,每个风向风荷载包含顺风向、横风向以及扭转等3个等效风荷载分量及其组合系数,采用YJK计算程序验算风洞风下的结构响应,并和规范[4]风下的结构响应进行比较。
篇幅所限,以塔楼2方案1的对比研究成果为例。
风洞不利风向和风荷载组合系数如表2所示。
塔楼2在风洞风和规范风下的结构楼层等效风荷载包络值对比和位移角对比如图3、图4所示。
对比可知,塔楼2风洞风的楼层顺风向风荷载明显小于规
范风,但横风向风力则大幅度大于规范风,且扭转等效风荷载力矩较大,相当于风荷载平面偏心16%引起的扭矩大小。
结构扭转效应显著增大,导致结构楼层位移角增大较多。
为了解风洞风横风向和扭转风振对结构构件内力的影响[5],选取核心筒一连梁的剪力作为比较对象,为便于比较不同风荷载的对连梁剪力的影响,比较时仅考虑风荷载工况下的连梁剪力标准值(见图5)。
选取3种风荷载工况进行比较:①按文献[4]8.5.6条的组合系数进行风荷载组合的规范风荷载工况;②按文献[6]7.5.14条的组合系数进行风荷载组合的规范风荷载工况;③风洞风荷载工况。
文献[4]和文献[6]关于风荷载分量的组合系数工况要求如表3所示,两者的要求有较大区别,文献[6]考虑风荷载各荷载间的相关性,且组合系数比文献[4]大。
连梁剪力标准值对比如图6所示,横风向风振和扭转风振等效风荷载引起的连梁剪力比例分别如图7、图8所示。
对比可知,虽然风洞顺风向风荷载最大值仅为规范风顺风向的68%,但横风向和扭转风振等效风荷载较大,风洞风作用下的连梁剪力较规范算法有较大增幅,剪力标准值最大值相对文献[4]算法和文献[6]算法分别增大40%和34%。
在各不利风向风洞风等效风荷载作用下的连梁剪力,由横风向风振等效荷载引起的剪力与连梁总剪力的比值为4%~125%,比值的大小与风向和梁长方向的夹角存在高度相关性,当风向与梁长方向接
近时比值小,当风向与梁长方向接近垂直时比值大。
扭转风振引起的剪力占连梁总剪力的比值为5%~75%,270°和30°风向作用下扭转风引起的剪力占比小,该风向为平行于建筑物长边的基底剪力分量主控,其它方向来风扭转风风振引起的剪力占比较大,多数楼层大于32%。
风荷载作用下的高层建筑结构的横风向风振和扭转风振等效风荷载引起的结构构件内力较大,构件承载力极限状态设计时应予以考虑。
3不同体型的结构风致响应对比
本项目进行了总平面布置相同而塔楼平面形状不同的两次风洞试验,本文对方案1、2对应的风洞风引起的楼层剪力和位移角等风致结构响应指标进行对比分析,以期得到不同平面形状的建筑物的风致响应规律。
⑴楼层剪力。
塔楼2、3不同方案在顺风向基底剪力主控风向下,顺风向风荷载引起的单位宽度楼层剪力大小(楼层剪力除以顺风向受风面宽度)对比如图9所示,两栋塔楼的方案2单位宽度风荷载大小均比方案1的大,楼层总剪力亦是相同情况。
⑴顺风向楼层位移角。
图10分别为塔楼2、3不同方案顺风向楼层位移角对比,楼层位移角的变化趋势与楼层剪力的变化趋势一致,方案1顺风向楼层位移角大于方案2。
⑴横风向和扭转风振引起的位移角与总位移角的比值。
图11为塔楼2、3扭转风振等效风荷载引起的位移角大小与总位移角的比值,扭转风振引起的位移角比值,方案1(矩形平面)小
于方案2(三角形平面)。
两塔楼不同方案横风向风振引起的顺风向位移角均较小,与总位移角的比值小于5%。
⑴风洞风和规范风顺风向楼层位移角的对比如图12、图13所示。
不同方案的风洞风引起的位移角最大值均大于规范风,结构楼层位移角最大值均为风洞风控制。
塔楼2、3的1、2方案结构风致响应指标对比汇总如表4所示。
4地面粗糙度类别的确定
项目场地位于广州市琶洲地块在建核心商务地段,场地南北侧距珠江(或支流)较近,南侧距珠江支流约400m,北侧距珠江约800m,根据卫星图像资料,东南角4km范围内为田野和河流,未有高层建筑物。
方案阶段,采用文献[4]8.2.1条条文解释建议的以2km半圆影响范围内建筑物的平均高度方法近似确定,地面粗糙度为C类。
笔者认为该方法不能体现不同方向来风建筑物密集程度的差别,且未能合理地消除圆形平面影响范围内个别较高建筑物的对平均高度计算的干扰。
东南方向来风田野和河流的地貌,与文献[4]的B类粗糙度定义较为相符。
场地地面粗糙度是统一按B类或者C类,或区分风向确定,地面粗糙度的确定存在困难。
风荷载按文献[4]计算,地面粗糙度由C类修改为B类时,楼层最大位移角由1/790增大到1/634,增幅达到25%,梁钢筋用量增幅为6%,地面粗糙度的选取对结构性能和经济指标影响较大。
[7,8]故本项目委托广东建科院风工程研
究中心进行专门研究。
根据周边地貌特点,将场地四周分为4个典型的扇形区域,采用英国工程技术数据ESDU01008(E0108)的数字风力模型,按照Harris和Deaves研究的通用的大气环境中边界层计算方法分析,定量确定场地上空的风特性。
根据各典型扇区内沿风来流路径上的地面粗糙度和路径长度,计算得到各扇区内的风速剖面,最不利的扇区风速剖面与文献[4]定义的A、B、C、D类粗糙度的相对关系如图14所示,扇区风速剖面图与规范C类风剖面比较接近,最终设计采用C类地面粗糙度。
5应用风洞试验数据的几点注意事项
在房屋高度较高、平面或立面形状复杂、周围地形和环境复杂时,风洞试验可作为判断确定建筑物风荷载的有效手段,其数据应用时,应注意以下几点事项:
5.1风荷载与地震作用的组合
项目进行抗震设防专项审查时,审查专家提出地震作用与风荷载组合时,两者的方向角应一致。
风洞试验提供的等效风荷载最不利风向角,是以风荷载在结构主轴的荷载分量极值大小为判断标准的[9,10],同一风向角的等效风荷载各荷载分量不一定同时达到最大峰值,最不利风向角不等同于在该风向角方向等效风荷载数值最大,故最不利风向风荷载工况应与结构主轴方向的地震作用组合。
5.2风荷载力
的作用点及方向的规定、风荷载各分量的组合系数项目进行第一次风洞试验时,试验单位提供的风荷载是以结构刚心为作用点统计的,荷载扭矩方向为左手法则,而计算程序YJK和PKPM风荷载作用点均为结构形心,荷载扭矩方向为右手法则,风洞风荷载和计算程序对于风荷载作用点和力的方向规定相差较大。
另外计算程序对于规范风下的顺风向、横风向和扭转等效风荷载的组合系数,采用了文献[4]的要求,与文献[6]的要求有较大差别。
通过结构计算程序计算风荷载引起的结构响应时,应对风洞数据和计算程序的相关规定进行认真检查。
5.3结构顶点风振加速度
按照文献[11]3.7.6条的规定,高度不小于150m的高层混凝土建筑结构应满足风振舒适度要求,以在10年一遇的风荷载标准值下的结构顶点顺风向和横风向振动最大加速度为判断标准。
风洞试验结果和按文献[4]附录J计算结果如表5所示,两者均满足办公建筑加速度0.25m/s2的限值要求,但风洞试验结果绝大多数大于计算结果,为计算结果的133%~186%,按文献[4]附录J计算的加速度大小接近限值时进行专门研究判别。
5.4水平位移限值的判断标准
[12]文献[11]3.7.3条和4.2.6条规定,按弹性方法计算的风。