凹凸变化截面超高层建筑围护结构风荷载研究
超高层建筑的风荷载及风洞试验研究
的重 现期 等 影 响 因 素 的 不 同 而 取值 不 同口 ， 国 ］ 各 规 范 在考 虑这 几个 影 响 因素 的规 定 时不尽 相 同 。 例如 ， 风速 随 时间不 断变 化 ， 因此 如何 取值对 抗 风分 析有很 大 影 响 ， 常取一 个规 定 时间 内 （ 为 时 通 称 距） 的平 均 风速 作 为 计 算 的标 准 。显 然对 于工 程 设 计 来说 最大 风 速值 与时距 的大小 有关 。而 当前世 界
各 国所 采用 的平 均 时 距 标 准并 不 一 致 ， 国时 距 取 中
非规 则 钢筋 混凝 土筒 体与 外侧 钢框 架 的超 高层混 合 结构 ， 计采 用美 国规 范 ， 设 因而 需要 了解 并掌 握美 国 规范 风荷 载 分析 的相 关规定 。另外 对于 这种 体型 复 杂 的结构 ， 有规 范 很 难 确定 建 筑 表 面 的风 压 分 布 既
要 考虑 非标 准条 件 情 况 ， 种 条件 下 的 的风 压 可 以 此
图 １ 科 威 特 中 央 银 行 新 总 部 大 楼
根 据一定 的换算关 系 由标 准风 压换算 得 出 。
第 一 作 者 ： 天 河 ， ，９８年 出 生 ， 士 ， 程 师 。 吴 男 １７ 博 工
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超高层建筑结构抗风性能研究
超高层建筑结构抗风性能研究摘要：高层建筑数量的不断增加更加充分利用土地资源，在结构设计中我们需要考虑高层建筑与多层建筑的区别，且高层建筑由于整体高度，结构内部受力情况也更加复杂。
对于高层建筑而言，风荷载引起的效应在总荷载效应中所占的比重比较大，所以要做好高层建筑结构抗风设计工作，提高建筑结构的科学性和合理性，从而为人们提供一个舒适的居住环境，以此促进高层建筑的发展和进步。
关键词：超高层；建筑结构；抗风；性能1高层建筑结构抗风设计理论高层建筑一般具备较大的高宽比，同时其抗侧刚度较小；并且地震作用和风荷载都是其主要承担的水平荷载。
相比较地震作用，风荷载出现的频率比较高。
所以，在高层建筑结构中，主要设计的荷载是风荷载。
1.1基于性能的结构抗风设计理论基于性能的结构抗风设计理论，主要目标是在不一样强度水平风振的影响下，对建筑结构的安全和舒适度进行有效的控制，从而确定不同性能水准，确保在整个生命周期内的建筑物，在承担可能会出现的风振作用下，其总体成本费用是最小的。
1.2结构风振性能水准1.2.1风振系数作为我国目前使用得荷载规范的一个重要系数，风振系数对风载值的作用比较大。
1.2.2人体舒适度在侧向力的影响下，高层建筑会出现振动的情况，如果振动处于某一个限值时，人们会产生不舒服的感觉。
人体得舒服度可以分为六个不同的等级，分别是无振感、轻微振感、中等振感、烦恼和非常烦恼以及无法忍受。
1.2.3结构风振性能水准性能水准，主要是指所设计的建筑物，在可能会遭受的特定风作用下，所明确的最大容许舒服度，或者所容许的最大破坏度。
主要是从舒适度和变形两个方面确定性能水准的指标。
1.3结构性能目标性能目标，主要指的是所设计的建筑物，在设计风压等级的需求下，满足性能水准的总和。
结构性能目标，要综合考虑建筑物的使用要求、功能要求的重要性等等要素。
1.4结构抗风计算1.4.1理论计算在计算分析的工作中：①要充分的考量结构的线性，同时要充分的考量非线性恢复力特性，从而完成模型分析工作；②选择科学的计算方法，计算模拟风场，同时分析风振的动力时程；③按照不一样的性能目标，选择有效的分析方法；④推广实用性较强和容易掌握的计算方法，降低计算量，重视前后处理软件程序的开发和利用工作。
超高层建筑中的风载荷分析与结构优化
超高层建筑中的风载荷分析与结构优化随着城市发展和人口增长，超高层建筑在现代城市中扮演着举足轻重的角色。
然而，由于超高层建筑的高度和独特的设计，其面临的风载荷及其对结构的影响成为施工和安全的重要考虑因素。
因此，本文将对超高层建筑中的风载荷进行分析，并通过结构优化来提高其稳定性和安全性。
一、风载荷分析1. 风的作用原理风是大气层中空气流动的方式，其速度和方向的变化对超高层建筑的结构产生着重要的影响。
当风吹过建筑物时，会产生压力和吸力，称为静力效应。
此外，高层建筑还需要考虑到风的动力效应，即风速和结构共振引起的振动。
2. 风速分布与建筑尺度效应风速分布是超高层建筑风载荷分析的基础，其中建筑尺度效应被广泛关注。
建筑尺度效应指的是由于建筑物高度对风的流场结构产生的影响。
随着高度的增加，风速逐渐增加，并且在不同高度上可能存在较大的变化。
3. 风洞试验与数值模拟为了准确分析超高层建筑中的风载荷，风洞试验和数值模拟成为常用的研究方法。
风洞试验通过模拟真实风场，测量风对建筑物的压力分布，从而获得准确的风载荷数据。
数值模拟则通过计算流体力学方法，模拟风场，并计算出相应的风载荷。
二、结构优化1. 结构稳定性分析在超高层建筑中，结构的稳定性是确保安全的关键。
由于风载荷的作用，建筑物可能会受到不稳定或振动的影响。
因此，通过结构稳定性分析，我们可以确定合适的结构形式和抵抗风载荷的措施。
2. 结构减震措施为了减小风对超高层建筑结构的影响，需要采取减震措施。
减震措施可以通过减少结构刚度、增加阻尼或安装减震装置来实现。
常见的减震装置包括摇摆装置、阻尼器和减震支座等。
3. 结构材料与构造设计超高层建筑的结构材料和构造设计也对其承受风载荷的能力有着重要影响。
使用高强度的材料可以提高结构的刚度和抗风能力，合理的施工工艺和连接方式能够增强结构的整体性能。
三、案例分析以世界上的几座典型超高层建筑为例，对风载荷分析和结构优化进行案例分析。
通过详细分析建筑的设计参数、风洞试验和数值模拟结果，以及应用的减震措施和结构材料等，深入探讨了如何应对超高层建筑中的风载荷挑战。
凹凸不规则平面高层建筑结构设计的思考
凹凸不规则平面高层建筑结构设计的思考发表时间：2020-09-17T15:44:42.030Z 来源：《建筑实践》2020年14期作者：叶玲[导读] 凹凸不规则平面高层建筑扭转效应明显，建筑结构扭转反应是地震灾害的主要因素之一叶玲身份证号码：23010319901110****黑龙江省哈尔滨市 150000摘要：凹凸不规则平面高层建筑扭转效应明显，建筑结构扭转反应是地震灾害的主要因素之一。
基于充分利用地形、获取良好的采光与通风、设计共享大厅等建筑功能最大化的目的，我国大量高层住宅平面采用凹凸不规则平面，也称多头形凹凸平面。
本文对此类平面高层建筑结构设计超限判断、参数调控、加强措施等进行研究、探讨。
关键词：凹凸不规则；超限高层；结构设计随着城市化进程的不断推进，我国城市土地资源紧缺问题正日益严峻，在此背景下，城市中的建筑正越来越多的趋向高层建筑发展。
高层建筑将大部分建筑空间延伸到了上层，从而大大节省了土地资源，但同时其对结构设计的难度也更高。
特别是现代有很多高层建筑都采用了凹凸不规则结构，其一方面可以更好的满足人们的视觉需求，另一方面可以解决很多现实问题，但高层建筑凹凸不规则结构设计难度却较大。
本文主要对高层建筑凹凸不规则结构设计进行了研究。
1平面不规则结构平面不规则结构可以分为三种类型，分别是：平面不规则扭转结构、楼板缺乏连续性的结构以及楼板凹凸不规则结构。
首先来说平面不规则扭转结构：平面不规则扭转结构是指立足于每层楼房结构的两端存在的弹性水平位移量进行判断，如果楼层水平位移量为平均值的1.2倍或者是以上，则楼层结构便会出现不规则扭转的情况。
其次来说楼板缺乏连续性的结构：楼板缺乏连续性的结构是指楼板结构缺乏连续性，其主要原因在于楼板面积、建筑结构平面发生剧烈变化。
最后来说楼板凹凸不规则结构：楼板凹凸不规则结构是指在结构投影尺寸上，若平面凹进面积超过30%，则为凹凸不规则。
2高层建筑不规则结构设计的意义当今时代，在城市化建设进程不断加快、建筑行业迅速发展的同时，人们的生活水平、生活质量得到了显著提高，在此背景下，也对建筑设计表现出了多样化、个性化的需求，这无疑给建筑设计工作带来了更大的难度。
超高层建筑结构横风向风荷载研究
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何规 定 。 横风 向风振 的定义 为 ，当建 筑物 受 到风 力作 用 时 ， 不但 顺风 向可 能 发生 风振 ， 而且 在 定 条件 下 ， 能发 生横风 向的风振 。 也 横风 向 风振 是 由不稳定 的空气 动力 形成 ，其 性质 远 比顺 风 向复杂 。 当结 构物 上有风 作用 时 ， 就会 在该 结构 物两侧 背 后产 生交 替 的漩 涡 ，且 将
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高 新 技 术
超高层建筑结构横风 向风荷载研 黑龙江 哈 尔滨 １０ ０ ２ 哈 尔滨工业大学建筑设计研 究院 ， ５００ 、 黑龙江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５ ０ ０
２２计算 工程 － 为便 于 比较 ，本文 选择 了三个典 型 工程 来 进行 比较 ， 别 为 高层 Ａ， 分 高层 Ｂ， 层 Ｃ 高 ， 结 构信 息如表 １ 示 。 所 结构 阻尼 比为 ００ ， ． 峰 ５ 值 因子统 一取 为 ３ 。 ． 三个 高层 结构 的风洞 试 ０ 验如 图 １３ 示 。其 中高层 Ａ的模 型 比例 为 —所 １０， ： ０ 高层 Ｂ的模 型 比例 为 １ ５ ， 层 Ｃ的 ４ ： ０高 ２
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有一 侧然后 向另一侧 交 替脱 落 ，形 成所 谓 的 卡 门涡列 。卡 门涡列 的发 生会 使建 筑 物表 面 的压 力呈周 期性 变 化 ，其 结果 是 使结 构物 上
作用 有周 期性变 化 的力 ，作用 方 向与 风 向垂 直 ，称 为横 风 向作用 ，也 可 以称之 为 涡激振 动。 当发生漩 涡脱 落 时 ， 若漩 涡脱 落频 率与 结 构 自振频率 相符 ， 出现共 振 。 般 大家认 为 将 一 对于 圆形截 面高 层结 构更 容 易出 现这种 涡激 振动 ， 因而 横风 向振动 问题较 为 突出 。 而实 际 上随着 结构 高度 的增 加 ，常规 截面 高层 建筑 的横 风 向振 动 同样 比较剧 烈 ，有 时可能 会远 大于顺 风 向风振 ， 成为 控制 荷载 。 而我 国规范 则欠缺 该部 分的 内容 。这种 内容上 的欠 缺会 使得设 计人 员认 为对 于常规 截 面高 层建 筑结 构不存 在横 风 向风振 问题 ， 即使 存在 ， 风 向 横 风 荷 载也远 小于顺 风 向风 荷 载 ，顺 风 向风荷
超高层建筑风载结构分析及风振控制研究
超高层建筑风载结构分析及风振控制研究随着城市化的加速和经济的发展，越来越多的超高层建筑拔地而起。
然而，由于高楼的特殊性质，其面临的风载结构分析和风振控制也是一项复杂的工程。
超高层建筑风载结构分析当设计师设计超高层建筑时，一定要考虑到其中出现的风荷载问题。
因为超高层建筑的层数越高，其受到的风荷载就会越大。
对于这些高楼大厦，需要进行风载分析，并制定相应的风荷载标准。
风荷载标准不仅包括了结构的抵抗力上限，还限定了设计的规范和要求。
设计师在进行风荷载分析时，往往使用数学统计的方法去计算建筑受风荷载的概率，从而找出风荷载与风速的线性关系。
然后根据该线性关系对建筑结构进行选材和设计。
超高层建筑风振控制研究风荷载作为超高层建筑面临的重要问题，不仅需要进行分析，还需要进行风振控制研究。
随着超高层建筑的层数一层层叠加，风荷载造成的振动问题也逐渐加剧。
由于风振的存在，许多人都会在高楼上感受到晕眩和失衡感，这必须尽快得到解决。
除了采用风荷载分析的结果来指导设计建筑的结构与抵抗力之外，还需要采用其它手段来控制超高层建筑的风振现象。
其中比较常见的控制手段有：自适应控制、主动控制和缓冲控制。
自适应控制是一种通过感应风荷载，从而对建筑结构和飘挂物体的运动进行相应的控制的技术。
通过感应到风荷载的方向和强度，可以采取相应的控制手段，从而减小风振造成的影响。
主动控制是一种更具有智能化的方法，其通过计算机控制算法对建筑结构的平衡进行控制。
当建筑结构产生风荷载的振动时，计算机会迅速进行数据处理，对结构进行相应的调整，从而消除振动的影响。
缓冲控制是一种有着长期的实践基础的控制手段，其借助了一些物理学的原理。
常用的缓冲控制手段包括振动消除器、缓冲器、减震器等。
总结一下，超高层建筑在设计之初就必须考虑到其风荷载问题。
而各种风荷载分析和控制手段也不断在进步。
然而，新型建筑经常会采用混合或组合的设计方法，对于这种情况，需要设计师们集思广益，共同解决超高层建筑的风荷载问题，确保人居安全和建筑的可持续发展。
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。
梁柱凹凸布置对规则巨型框架结构表面风压计算的影响
ｐ ｅ ｓ ｒ ｉ ｈｙ ａ ｄ Ｓ ｎ Ｔ ｉ ａ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅｗｉｄ ｔ ｎ ｅ ｅ ｔ ａ ｄ ｔ ｅ ｔｎ ａ ｖ ａａ ｎ ｍｅ ｃ ｌａ ａｙ ｉ ａ ｄ ｔｅ ｆ ｉｇ， ｉｃ ｖ ｒ ｄ ｒｓ ｕ ｅ ｈ ｇ ｌ ｎ Ｏｏ ． ｈ ｓｐ ｐ ｒｂ ｓ ｄ ｏ ｎ ｕ ｎ ｌ ｓ ， ｈ ｔｔ ｅ ｄ ｔ ｕ ｒ ａ ｎ ｓｓ ｎ ｈ ￣ ｎ ｄ ｓ ｏ ｅ ｅ ｈ ｔ ｎ ｅ ｉ ｉ ｌ ｉ ｂ ｉ ｉ ｇ ｓ ｒａ ｅ ｒ ｕ ｈ ｅ ｓ ｄ ｇｅ ｓｏ ｖｏ ｓ ｉｆ ｅ ｃ ｈ ｕ ｌ ｉｇ ｓ ｒ ｃ ｎ ｒ ｓ ｕ ｅｄ ｓｒ ｕｉ ｎ ｈ ｓｏ ｔｉ ｅ ｅ ｎ ｒ ｓｕ ｅ ｕｌ ｎ ｕ ｆ ｃ ｏ ｇ ｎ ｓ ｅ ｒ ｅｉ ｂ ｉｕ ｎ ｕ ｎ ｅ ｔ ｔ ｅ ｂ ｉ ｎ ｕ ａ ｅｗｉ ｄ ｐ ｅ ｓ ｒ ｔ ｂ ｔ ． ａ ｂａ ｎ ｄ ｔ ｄ ｐ ｅ ｓ ｒ ｄ ｌ ｏ ｄ ｆ ｉ ｉ ｏ ｈ ｃ ｅ ｉ ｉｎ ｌ ｎ ｈ ｕｌ ｉ ｇ ｓ ｒ ｃ ｏ ｇ ｎ ｓ ａｉ ｔ ｉ ｌ ｉａ ｉｎ ｆ ｒ ｌ ． ａ ｃ ｌｔ ｄ ｔ ｅ ｅ ａ ｌ ｅ ｅ ｒ ｈ ｉｄ ｃ ｔｄ， ｅ ｕａ ｉｎ ｏ ｇ ｃｅ ｔａｏ ｇ ｔｅ ｂ ｉ ｎ ｕ ｆ ｅ ｒｕ ｈ ｅ ｓ ｖ ｒｅｙ ｓｍｐ ｉ ｃ ｔ ｏｍｕ ａ Ｃ ｌ ｕ ａｅ ｈ ｘ ｍｐｅ ｒｓ ａ ｃ ｎ ｉａｅ ｒ ｇ ｌｔ ｄ ａ ｆ ｏ ｏ
高层建筑施工中的风荷载分析与抗风设计
高层建筑施工中的风荷载分析与抗风设计高层建筑的施工过程中，风荷载是一个需要重视的问题。
在设计和施工阶段，风荷载的准确分析和抗风设计是确保建筑物安全稳定的重要因素。
本文将介绍高层建筑施工中的风荷载分析方法和抗风设计原则。
一、风荷载的分析方法风荷载的分析需要考虑建筑物的特点、地理位置以及使用情况等因素。
以下是几种常用的风荷载分析方法：1.1 等效静力法等效静力法是一种常用且简便的风荷载分析方法。
该方法基于静力学原理，将风荷载转化为等效的静力作用。
通过计算建筑物表面积与风速的乘积，得出等效的风压力。
然后按照建筑物的结构特点和风向等因素计算风荷载的分布情况。
1.2 风洞试验风洞试验是一种精确测量风荷载的方法。
通过在实验室中复制实际风场环境，通过测量风速和压力等数据来分析风荷载的分布情况。
这种方法可以考虑建筑物的形状、尺寸、细节等因素，提供更加准确的风荷载数据。
1.3 数值模拟数值模拟是一种基于计算机模型进行风荷载分析的方法。
通过建立建筑物的三维模型，并使用计算流体力学方法，模拟风场的流动情况，得出风荷载的分布。
这种方法可以考虑复杂的建筑物形状和细节，提供更为准确的风荷载数据。
二、抗风设计原则在进行抗风设计时，需要遵循一些重要原则，以确保高层建筑的安全性和稳定性：2.1 结构合理性高层建筑的结构设计应合理布置，结构强度和刚度满足设计要求。
采用合理的结构形式，如框架结构、筒体结构等，以提供足够的抗风能力。
2.2 强度设计高层建筑的结构应具备足够的强度，能够抵御风荷载的作用。
在设计阶段，应根据风荷载的计算结果，合理选择材料和构件的抗风性能，确保结构的安全可靠。
2.3 排列布置高层建筑的建筑形态和排布布置应考虑降低风阻力，减小风压力的作用。
合理设置建筑物的开口和凹凸部位，以降低风荷载的影响。
2.4 风挡设施在高层建筑的设计和施工过程中，可以采用风挡设施来减小风荷载的作用。
例如，在建筑物周围设置挡风墙、遮阳板等结构，以提供有效的风防措施。
梁柱凹凸布置对规则巨型框架结构表面风压计算的影响
第36卷 第6期2010年12月四川建筑科学研究S ichuan Buil ding Sc i ence收稿日期:2008 12 09作者简介:熊 曜(1982-),女,湖南益阳人,助教,主要从事高层建筑抗风研究。
E -ma i:l cexoj nw y @126.co m梁柱凹凸布置对规则巨型框架结构表面风压计算的影响熊 曜1,胡习兵1,王汝恒2(1.中南林业科技大学,湖南长沙 410004;2.西南科技大学,四川绵阳 621010)摘 要:风压沿建筑物表面的分布具有复杂性,现行的G B50009-2001 建筑结构荷载规范 对风荷载平均风压取值的简化计算标准,只考虑到了大气层风压高度和建筑物体型等因素的影响。
本文在风洞试验的基础上,通过对试验数据的数值分析和拟合,发现建筑物表面粗糙程度对建筑物表面的风压分布影响相当明显,并在此基础上得出了风压沿巨型框架结构不同表面粗糙程度下的简化计算公式。
算例研究表明,建筑物表面不同粗糙程度引起的风压分布变化对规则巨型框架结构变形的影响较大,在设计中应予以考虑。
关键词:巨型框架结构;风荷载;风洞试验;建筑物表面粗糙度系数中图分类号:TU 375 4 文献标识码:A 文章编号:1008-1933(2010)06-031-04Regulation m ega fra m e str ucture s urface wind press ure co mput ation i nflue nce by bea m and colu m n concave convex changeX I ONG Yao 1,HU X ibing 1,WANG Ruheng2(1.C entra l Sou t h U niversity of Forestry and T echno l ogy ,Changsha 410004,China ;2.South w estU n i versity o f Sc ience and T echno l ogy ,M ianyang 621010,Ch i na)Ab stract :T he w i nd pressure is ve ry co m plex a l ong w ith the bu ildi ng surface distr i buti on ,present !load code for the desi gn of bu ildi ng structures ∀(G B50009-2001)w i ndward load average w ind pressure value si m plifi cation cons i de red the factor o f at mo sphere w i nd pressure highly and so on .T his paper based on t he w i nd t unne l test ,and t he tentative data nu m er i ca l analysis and t he fitti ng ,discovered bu il d i ng surface roughness degree is obv i ous i nfl uence to the bu ildi ng surface w i nd pressure d istri buti on ,has obta i ned the w i nd pressure coeffic i ent a l ong t he bu il d i ng surface roughness va riety si m plifi cation for m ula .C alcu lated the examp l e resea rch i nd i cated ,regulati on m ega fra m e structure disto rt is g reat t hat i n fluence by the bu ildi ng surface d ifferent roughness causes the w i nd pressure distr i buti on change .Shou l d consider i n t he des i gn .K ey w ords :m ega structure ;w ind l oad ;w i nd tunne l test ;buil ding s u rface roughness coeffic i ent0 引 言当前在进行结构设计时,一般建筑物风荷载的取值标准均采用现行的GB50009-2001 建筑结构荷载规范 (以下简称规范)中有关风荷载的条款;对于高层建筑、高耸结构以及对风荷载比较敏感的其他结构,规范规定其基本风压应适当提高,并应由有关的结构设计规范具体确定[1]。
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
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。
超高层建筑施工状态围护结构风荷载研究
超高层建筑施工状态围护结构风荷载研究摘要：本文选取某沿海城市一典型截面超高层建筑进行研究，采用二维模型和三维模型分别对施工状态（幕墙未完全封闭）、完工状态（幕墙完全封闭）下目标建筑的围护结构风荷载进行数值风洞模拟。
通过分析和比较两种状态下的目标建筑模型表面风压，评估了建筑物处于施工状态时的围护结构风荷载相对于完工状态的偏离程度。
结果表明施工状态时围护结构最不利正风压值比完工状态增大约45%，最不利负风压值增大约80%，为施工状态下围护结构的安全性制提供参考。
关键词：超高层建筑施工状态围护结构风荷载数值风洞模拟1引言超高层建筑是一种典型的风敏感结构，风荷载是其结构设计和施工安全管理的重要考虑因素之一。
超高层建筑因结构复杂、施工周期长、施工过程中未形成完整的围护结构体系，无法完全达到设计受力体系，在遭遇极端气候的情况下围护结构存在破坏的风险，而超高层建筑幕墙玻璃的破坏有可能造成严重的次生灾害，进而引起不良社会影响。
但我国荷载规范对于超高层建筑设计风荷载的规定过于笼统，对超高层建筑施工过程中风荷载的取值没有明确的规定。
因此有必要对施工状态下的超高层建筑围护结构风荷载值进行深入研究。
本文选取某沿海城市一典型截面超高层建筑进行研究，采用二维模型和三维模型分别对施工状态（幕墙未完全封闭，如图1所示）、完工状态（幕墙完全封闭）下目标建筑的围护结构风荷载进行数值风洞模拟。
通过分析和比较两种状态下的模型表面风压，来评估建筑物处于施工状态时的围护结构风荷载相对于完工状态的偏离程度。
2数值风洞模拟概况本文选取某沿海城市一超高层建筑进行研究，目标建筑高339m，67层，层高4.3m，建筑平面尺寸为52.5mx52.5m的正方形，其中核心筒的截面为26mx30m，如图1所示。
因施工需要，外挂施工电梯的部位（图中红圈位置所示）的幕墙尚未安装，其余幕墙已安装完毕。
目标建筑周边建筑物情况为：正北方650m处有一超高层建筑（高160m，建筑平面尺寸50mx35m），西北方700m处有一超高层建筑（高206m，建筑平面为50m的等边三角形），东北方220m处有一超高层建筑（高303m，截面42mx42m），以及一些低矮建筑。
高层建筑风荷载计算
高层建筑风荷载计算在现代城市的天际线中，高层建筑如雨后春笋般拔地而起。
这些高耸入云的建筑不仅是城市的地标，也是工程技术的杰作。
然而，在设计和建造这些高层建筑时，风荷载是一个至关重要的考虑因素。
风荷载的准确计算对于确保建筑的结构安全、稳定性以及居住者的舒适度都具有不可忽视的意义。
风荷载，简单来说，就是风对建筑物表面产生的压力或吸力。
由于高层建筑的高度较大，其暴露在风中的面积也相应增加，风的作用效果更加显著。
如果风荷载计算不准确，可能会导致建筑物在强风天气中出现结构破坏、摇晃甚至倒塌等严重后果。
那么，如何进行高层建筑风荷载的计算呢？这可不是一个简单的问题，需要综合考虑多个因素。
首先，风速是计算风荷载的关键因素之一。
风速通常是通过气象观测数据获得的，但这些数据往往是在地面附近测量得到的。
随着高度的增加，风速会逐渐增大，这种现象被称为风速的梯度变化。
为了准确计算高层建筑顶部的风速，需要使用特定的风速剖面公式，例如幂律公式或对数公式。
其次，建筑的外形和几何特征对风荷载的大小和分布有着重要影响。
不同的建筑形状，如方形、圆形、三角形等，以及建筑表面的凹凸变化、开口和阳台等，都会改变风的流动模式，从而影响风荷载的作用。
例如，流线型的建筑外形通常能够减少风的阻力，从而降低风荷载；而带有突出部分或复杂几何形状的建筑则可能会产生较大的风荷载。
另外，风向也是一个重要的考虑因素。
风可以从不同的方向吹来，对于高层建筑，不同方向的风荷载可能会有很大的差异。
因此，在计算风荷载时，需要考虑多个风向的情况，并选取最不利的风向组合进行设计。
在实际计算中，通常会使用两种主要的方法：规范计算方法和数值模拟方法。
规范计算方法是基于大量的实验研究和理论分析得出的一系列计算公式和系数。
例如，我国的建筑结构荷载规范就提供了详细的风荷载计算方法和参数。
这种方法相对简单、实用，但可能会存在一定的保守性，对于一些特殊形状或复杂环境下的高层建筑，计算结果可能不够准确。
超高层开洞建筑风荷载的研究现状郭攀
超高层开洞建筑风荷载的研究现状郭攀超高层开洞建筑风荷载的研究现状郭攀摘要：随着新型建筑材料的广泛使用和工程技术的不断创新，城市中超高层建筑如雨后春笋般拔地而起，多数超高层建筑的特点表现为细长、柔、低阻尼，对风的作用越来越敏感。
特别是在台风多发地区，风荷载广受关注，已成为结构安全设计的控制荷载。
为了提高结构抵抗水平风力的性能，科研人员做了许多研究工作，提出了一些有效的气动抗风措施，例如立面开洞就是其中一种。
关键词：新型建筑材料；超高层建筑；风荷载；气动抗风措施1.超高层开洞建筑国内研究现状立面开洞后会改变建筑外表面的风压分布，而且洞口的几何形状、设置高度和长宽比等这些因素都会对建筑所受到的风荷载和风致响应产生一定影响。
国内学者先后对此进行过相关的研究与分析，取得了一些重要成果。
对于矩形截面超高层建筑来说，比较常见的开洞方式有迎风面单向开洞、侧面单向开洞和四面双向开洞三种[1]（见图1-2），这类建筑风效应的研究主要通过风洞试验和数值模拟技术进行。
王春刚等[2]通过风洞测压试验，研究了不同开洞率的巨型高层建筑刚性模型各表面风压分布随风向角的变化规律，并通过表面积分方法得到结构总体风荷载。
分析表明：设置洞口可以减小建筑总体平均风荷载，在上部开洞对减小基底弯矩非常有利，而在中上部开洞对减小总体平均风荷载更为有效；并非洞口越大减小的风荷载百分比越多，应该存在最优开洞率；风荷载沿建筑高度的变化特点是中上部偏大、两端小。
图1-2不同开洞方式模型示意图张耀春等[3]对不同开洞率、不同开洞工况下（图1-3）的高层建筑刚性模型进行了风洞试验研究，指出开洞建筑表面平均风压减小主要是因为受荷面积减少引起的。
根据试验结果，对模型各表面的平均风压系数、风荷载体型系数进行了详细计算，认为风荷载体型系数沿建筑高度分段取值更为合理。
李永贵等[4-5]对不同开洞率、不同位置开洞的高层建筑刚性模型进行了风洞测压试验，根据试验数据计算得到模型各表面的风压系数、极值风压和平均基底风荷载，分析了基底风荷载系数随风向角的变化情况。
超高层建筑与结构设计整合及不同形体建筑抗风性能分析
2.2 建筑造型
2 不同形体高层建筑的抗风性能分析
2.2 建筑造型
2 不同形体高层建筑的抗风性能分析
对抗风有利的建筑造型 ➢ 竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。 ➢ 结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐变化，不宜突变。 ➢ 不应采用竖向布置严重不规则的结构。 ➢ 结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。
2 不同形体高层建筑的抗风性能分析
概念成果抗风性能分析--004
采用正方形切角 的平面形状，并 设置空中大堂减 小风荷载，建筑 平面对抗风较有 利。但建筑平面 随高度变化较小， 抗风性能一般。
2.4 概念方案成果分析
2 不同形体高层建筑的抗风性能分析
概念成果抗风性能分析--005
2.4 概念方案成果分析
青岛啤酒城T1楼MGM酒店客房层
青岛啤酒城T1楼DYT酒店客房层
8
2
不同形体高层建筑的抗风性能分析
2 不同形体高层建筑的抗风性能分析
2.1 平面分析
对抗风有利的建筑平面是简单规则的凸平面，对抗风不利的平面是有较多 凹凸的复杂形状平面。
2 不同形体高层建筑的抗风性能分析
建筑的刚度中心宜与合力中心尽量重合
2 不同形体高层建筑的抗风性能分析
概念成果抗风性能分析--002
底部平面为 圆形，渐变 至顶部为三 角形。平面 较规则，且 结构的侧向 刚度下大上 小，逐渐变 化。抗风性 能较好。
2.4 概念方案成果分析
2 不同形体高层建筑的抗风性能分析
概念成果抗风性能分析--003
2.4 概念方案成果分析
下部建筑平面 接近于正方形， 顶部为十字形 平面，建筑平 面随高度逐渐 变小，总体对 抗风较有利。
2.1 平面分析
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文章编号：1009-6825（2013）02-0028-03凹凸变化截面超高层建筑围护结构风荷载研究收稿日期：2012-11-09作者简介：肖锟（1987-），男，在读硕士肖锟（同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海200092）摘要：基于一凹凸变化截面的刚性模型表面压力测量风洞试验结果，对超高层双塔建筑立面上测点的最不利风压系数进行了研究，分析了复杂截面及邻近的姊妹塔楼对建筑立面上围护结构风荷载的影响，得到了一些有用的结论。
关键词：凹凸变化截面，最不利风压系数，围护结构风荷载中图分类号：TU312．1文献标识码：A0引言风荷载是超高层建筑结构设计的控制性荷载，风灾给人类的灾害甚至大于地震荷载。
风力与建筑外形直接相关：平面为圆形，则对抗风有利；平面凹凸多变，则对抗风不利。
另外，风力受建筑周围环境影响较大，高层群中的高层抗风更为不利［2］。
为了美观或功能要求，有时建筑师会考虑在超高层建筑的立面上设置凹槽或者做一些其他的不规则立面设计。
这种情况将使得建筑表面的风压分布十分复杂，风荷载无法用规范［4］的方法给出，需要通过风洞试验确定。
本文是基于两栋高达300m 的超高层建筑的实际工程（如图1所示，下文分别称“北塔楼”和“南塔楼”）。
该建筑周边高层建筑密集，且两塔楼间相距很近，气动干扰效应可能很强，对流场的影响将非常复杂。
通过对该工程的刚性模型进行风洞试验［3］，分析了凹凸变化截面及邻近的姊妹塔楼对超高层建筑立面上最不利风压系数的影响，为复杂体型超高层建筑的围护结构风荷载设计提供参考。
1风洞试验方法及数据处理该项目的风洞试验是在同济大学土木工程防灾国家重点实验室的TJ-2大气边界层风洞中进行的，刚性试验模型见图2。
模型的几何缩尺比为1/400。
由于建筑所在的位置属于C 类地貌，故本次试验在风洞中模拟了C 类地貌风场，其平均风速剖面、紊流度剖面和脉动风功率谱如图3所示。
同时试验还模拟了周围1200m 直径范围内的主要建筑，以考虑风荷载干扰效应。
试验时将测试模型放置在转盘中心，通过旋转转盘模拟不同风向。
图1建筑效果图图2试验模型图该项目的刚性测压模型上布置了1392个测点，试验前经仔细检查，上述测点全部有效。
南塔楼沿立面方向的部分测点的位置如图4所示。
定义来流风从正对目标建筑北立面方向吹向本工程项目时风向角为0ʎ，风向角按顺时针方向增加。
试验风向角间隔取为15ʎ，共有24个角度。
本次风洞试验的方位及风向角定义如图5所示櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅。
有益补充，在实际工程中具有一定的参考价值和实际意义。
3结语角钢通信铁塔的结构基本自振周期是其自振特性的重要特性。
准确而快速的确定结构基本自振周期对于把握角钢塔的自振特性有很大的帮助。
本文利用同济大学三维钢结构软件3D3S建模对不同塔高和平台数角钢塔的自振基本周期进行模拟计算，计算了高度从37m 57m ，无平台和安装一、二、三、四个圆形外平台共25种角钢塔的自振基本周期。
并且根据3D3S 模型计算结果，拟合出估算不同塔高和平台数的实用公式，为更准确的估算角钢通信塔自振特性做了有益的探索。
参考文献：［1］GB 50009，建筑结构荷载规范［S ］．［2］GB 50135，高耸结构设计规范［S ］．［3］GB 50017，钢结构设计规范［S ］．［4］沈之容，倪阳，徐华刚．钢结构单管通信塔自振基本周期的研究［J ］．特种结构，2008（2）：27-28．Analysis and application on structuralself-vibration characteristics of angle steel communication towerQIN Ke-fei（Shijiazhuang Design Institute ，China Steel Group Engineering Design and Research Institute Limited Company ，Shijiazhuang 050021，China ）Abstract ：This paper analyzed the self-vibration characteristics of angle steel communication tower using 3D steel structure analysis software 3D3S ，made parameter analysis on actual application tower model to simulate different height and different outer platform number model ，calculat-ed the basis self-vibration period and characteristics of angle steel tower under different parameters ，and through the 3D3S simulation results fitted the practical calculation formula of basis self-vibration period of estimation angle steel communication tower structure ，had certain reference value to practical engineering design work．Key words ：angle steel tower ，self-vibration characteristic ，practical calculation formula·82·第39卷第2期2013年1月山西建筑SHANXIARCHITECTUREVol．39No．2Jan．2013试验参考点选在高度为1．237m 处，该高度在缩尺比为1/400的情况下对应于实际高度495m 。
风洞测压试验的参考点风速为10．23m /s。
30025020015010050高度/m0.00.20.40.60.81.0I or U /U ref平均风速剖面目标值紊流度剖面目标值平均风速剖面模拟值紊流度剖面模拟值0.10.01n S u （n）/σ20.1110nZ /U图3风洞中模拟的C 类地貌平均风速剖面、紊流度剖面和脉动风功率谱123465789101112131415１６１７１８１９２０２１２２２３２４２５２６北立面南立面东立面西立面横截面２１７６（５）３北１２（４）２２１１（１３）１０（１２）９东１９２０８１４１６（１８）南（１７）１５（２５）２３（２６）２４西所取测点截断南塔楼图4南塔楼测点位置示意图北塔楼南塔楼180°165°195°210°225°240°255°270°285°300°315°330°345°0°15°30°45°60°75°90°105°120°135°150°图5项目方位及风向角定义风压符号的约定为：压力作用向测量表面（压力）为正，而作用离测量表面（吸力）为负。
2试验结果分析本文给出的风压系数为体型系数，以测点高度处的来流风压为参考风压，计算式如下：C pi （θ，t ）=P i （θ，t ）0．5ρa u 2zi（1）其中，P i （θ，t ），C pi （θ，t ）分别为风向角为θ时测点i 处的风压及风压系数时程；ρa 为空气密度，这里取1．25kg /m 3；u zi 为测点高度处的来流风速。
根据概率统计理论可知，各测点在某一风向来流的作用下，其风压系数的极大值C P max 和极小值C P min 可表示为：C P max =C P mean +kC P rms （2）C P min =C P mean －kC P rms（3）其中，k 为峰值因子，取值范围2．5 4，在这里取k =3．5［1］。
对于每个测点，在所有风向角对应的C P max 和C P min 中，总可以找到一个最大的C P max 和一个最小的C P min ，分别称为该测点的最不利正风压系数和最不利负风压系数。
得到各测点的最不利正（负）风压系数后，乘以梯度风高度参考风压，即得到了各测点的最不利正（负）风压。
我国荷载规范［4］规定了，围护结构设计的风压值应按下述公式计算：w i =βgz μsi μzi w 0（4）其中，μsi 为测点i 处的风荷载点体型系数；μzi 为测点i 处的风压高度变化系数；βgz 为阵风系数；w 0为基本风压。
由此可得到各测点在各个风向角下用于围护结构设计的风压值。
对于每个测点的风压值，分别找出所有风向角中的一个最大值和一个最小值，即为该测点的最不利正风压和最不利负风压。
3试验结果分析3．1最不利风压系数的分布所选断面上各测点的最不利正风压系数见图6。
各个测点的最不利正风压系数的差别较小，在1．1 1．34之间变化，平均值为1．23，这表明，建筑表面的凹凸变化对最不利正风压系数基本没有影响。
图7给出了各测点上的最不利负风压系数。
可以看出，不同测点上的最不利负风压系数差别很大，在－0．89 －3之间变化，均值为－1．6。
这表明，建筑表面的凹凸变化对最不利负风压系数有较大影响。
3.02.52.01.51.00.50.0最不利正风压系数4812162024测点编号4812162024测点编号0.0-0.5-1.0-1.5-2.0-2.5-3.0最不利负风压系数图６各测点的最不利正风压系数图7各测点的最不利负风压系数由图7还可以看出，测点C1，C11，C14，C21和C24的最不利负风压系数较大，都在－1．9 －3之间；而测点C9，C22，C23和C25的最不利负风压系数相对较小，都在－0．8 －1．2之间。
从图4中我们可以看出，测点C1，C11，C14，C21和C24正好全部落在凸角，而测点C9，C22，C23和C25都落在图5中的凹角。
这表明，凸角的最不利负风压相对较大，而凹角的相对较小。
测点C4，C7和C18上位于以上两类测点之间，最不利负风压系数都在－1．5 －1．6之间。
从立面上看，建筑立面凹槽处的风压系数相比于一般立面会有所不同。
结合图4，从表1可以看出，位于立面凹槽处测点（测点C12，C17，C25）的最不利正风压系数相比于一般立面处测点（测点C10，C15，C23）要大；而立面凹槽处测点的最不利负风压系数与一般立面处测点相比则偏小。