方形高层建筑风压脉动非高斯特性分析

合集下载

两串列方形高层建筑局部风压干扰特性分析

ｆｕｔａｉｇｐｒｓｕｅｈｅｌｅａｄｆｃｅｈｅｍｉｍｕｍｌｃｕｔｎｅｓｒｓｏｎｔｅｗｒａｅｇｔｔｎｉｗｈｅｈｅｈｅｇｈａｉｓ１０．ｎｔｉｔｒｔｏｉ
取得最小值。
关键词：形高层建筑；列；扰；距比；洞试验；均风压；动风压方串干间风平脉
中图分类号：Ｕ３１１Ｔ２．
文献标志码：Ａ
文章编号：６４４６（０１０ —０３１１７ —７４２１）５０１ —０
个典型位置、列布置选取４个典型位置、列布置并斜选取６个典型位置，细的布置图见文献［３。由详１］
于试验结果太多，文仅分析串列布置的情况。考该
的干扰因子分析了高层建筑产生的抖振效应对位于
ＣｈａａｔｒｓｉｓｏｎｔｒｅｅｃｆｃｓｏｃｌＰｒｓｕｅｒｃｅｉｔｃｆＩｅｆｒｎｅＥｆｅｔｎＬｏａｅｓｒｏｆＴｗｏＳａｅＴａｌＢｕｌｉｇｎＴａｅｒｎｅｅｑｕｒｌｉｄｎｓｉｎｄｍＡｒａｇｍｎｔ
ｐｅｓｅ；ｆｕｃｕａｉｒｓｕｒｒｓｕｒｌｔｔｎｇｐｅｓｅ
收稿日期：００１一２２１１Ｏ
基金项目：家自然科学基金项目（０１００；技部科技支撑计划（０６ＡＪ３０）上海市科技攻关计划资助国９７５４）科２０Ｂ０Ｂ４；

积分尺度对矩形迎风面脉动风压特性的影响

(1. School of Civil Engineering，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031，China; 2. Wind Engineering Key Laboratory of Sichuan Province，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031，China)
Abstract: In order to study the influence of turbulence integral scale on the fluctuating wind pressure and its distribution characteristics on the rectangular windward surface of a high-rise building，rectangular models with 2∶1 and 1∶2 width-depth ratios were put in a wind tunnel to obtain statistical features of wind pressure in turbulent flow fields with different integral scales for comparative analysis， including the mean wind pressure coefficient， root mean square coefficient， correlation coefficient and coherence function， and power spectrum of fluctuating wind pressure. Results are as follows：At the same height of the rectangular model in different turbulence flow fields，the wind pressure power spectrum is dominated by a quasi-steady effect in low-frequency regions，but it increases as the integral scale increases in high-frequency regions. The correlation and coherence of wind pressure increases with the integral scale increasing， and wind pressure is always more correlated than the turbulence flow. However， as the integral scale increases， the correlation width of wind pressure decreases， and the root mean square coefficient of fluctuating wind pressure increases. On the other hand， at different heights of the rectangular model in the same turbulence flow field，the farther away from the stagnation point，the smaller the wind pressure correlation function and coherence function，and the larger the root mean square coefficient of fluctuating wind pressure. In addition，the mean wind pressure coefficient is rarely affected by turbulence integral scale.

高层建筑的抗风设计与风压分析

高层建筑的抗风设计与风压分析在现代化的城市景观中，高层建筑如雨后春笋般拔地而起，它们不仅是城市繁荣的象征，也为人们提供了更多的居住和工作空间。

然而，随着高度的增加，风对高层建筑的影响也日益显著。

风荷载成为了高层建筑设计中不可忽视的重要因素，抗风设计和风压分析的重要性不言而喻。

风对高层建筑的作用是复杂而多样的。

首先，风会在建筑物表面产生压力和吸力，这种不均匀的分布会导致建筑物产生弯曲、扭转和振动。

长期的风致振动可能会引起结构的疲劳损伤，甚至影响建筑物的安全性和使用功能。

其次，强风可能会导致建筑物的窗户破裂、外墙材料脱落等，对人员生命和财产安全构成威胁。

此外，风还会影响建筑物内部的通风、空调系统的运行效率等。

为了确保高层建筑在风荷载作用下的安全性和稳定性，抗风设计成为了关键环节。

抗风设计的首要任务是准确评估风荷载的大小和分布。

这需要考虑多种因素，如建筑物的形状、高度、周边环境、地理位置等。

通过风洞试验和数值模拟等手段，可以获取较为精确的风荷载数据。

在抗风设计中，结构体系的选择至关重要。

常见的结构体系如框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等，它们在抗风性能上各有优劣。

框架结构具有较好的灵活性，但抗侧刚度相对较小；剪力墙结构抗侧刚度大，但空间布局受限；框架剪力墙结构则结合了两者的优点，在高层建筑中应用较为广泛。

结构构件的设计也是抗风设计的重要组成部分。

柱子、梁、剪力墙等构件需要根据风荷载的作用进行强度和稳定性验算，确保其能够承受风产生的内力。

同时，节点的连接设计也不容忽视，良好的节点连接可以保证结构的整体性和协同工作能力。

除了结构设计，建筑外形的优化也能有效降低风荷载的影响。

流线型的建筑外形可以减小风的阻力，减少风在建筑物表面的分离和漩涡的产生，从而降低风荷载。

例如，一些高层建筑采用了逐渐收分的外形，或者在建筑顶部设置了导流装置，都能起到改善抗风性能的作用。

在高层建筑的抗风设计中，还需要考虑舒适度的问题。

超高层建筑脉动风压的非高斯特性

（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎＺｈｅｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔａｎｚｈｏｕ３１００５８，Ｃｈｉｎａ）ｆｇｇ，ｊｇｙ，Ｈｇ
：ＷＡｂｓｔｒａｃｔｉｎｄｔｕｎｎｅｌｔｅｓｔｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎａｄｉａｍｏｎｄｓｈａｅｄｓｕｅｒｔａｌｌｂｕｉｌｄｉｎｗｉｔｈｃｏｒｎｅｒｃｕｔｓ．Ｔｈｅ－－ｐｐｇａｕｓｓｉａｎｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｗｉｎｄｉｎｄｕｃｅｄｏｎｔｈｅｂｕｉｌｄｉｎｗｅｒｅａｎａｌｚｅｄｔｈｒｏｕｈｔｈｅｗｉｎｄｎｏｎｒｅｓｓｕｒｅ－Ｇ－ｇｙｇｐｒｅｓｓｕｒｅｄａｔａａｎａｌｓｉｓｂｏｔｈｉｎｔｉｍｅｄｏｍａｉｎａｎｄａｍｌｉｔｕｄｅｄｏｍａｉｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｉｒｄａｎｄｔｈｅｆｏｕｒｔｈｏｒｄｅｒｐｙｐ，ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｍｏｍｅｎｔｓｏｆｗｉｎｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｔｈｅＧａｕｓｓｉａｎａｎｄｎｏｎａｕｓｓｉａｎｒｅｉｏｎｓｏｆｔｈｅｗｉｎｄｒｅｓｓｕｒｅ－Ｇｇｐ，ｒｅｓｓｕｒｅａｔａｉｖｅｎｗｉｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｗｅｒｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｓｕｅｒｔａｌｌｂｕｉｌｄｉｎｒｅｓｅｃｔｉｖｅｌ．－ｐｇｐｇｐｙ，ｒｏｍｉｎｅｎｔｌＴｈｅｎｏｎａｕｓｓｉａｎｆｅａｔｕｒｅｓｗｅｒｅｅｘｈｉｂｉｔｉｎａｔｔｈｅｌｅａｄｉｎｅｄｅｓｅａｒａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｓｉｄｅｆａｃｅｌｅｅｗａｒｄ－Ｇｐｙｇｇｇｐｅａｋｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｔｈｅｗｉｎｄｗａｒｄｃｏｒｎｅｒｃｕｔｓ．ＴｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｆａｃｔｏｒｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｎｗｉｎｄｓｉｄｅｐｐｇｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｔｔｈｅＧａｕｓｓｉａｎａｎｄｎｏｎａｕｓｓｉａｎｒｅｉｏｎｓｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｃｏｄｅｓｅｃｉｆｉｅｄ－Ｇ－ｇｐｖａｌｕｅｓｏｆｅａｋｆａｃｔｏｒａｒｅｒｉｓｋｉｌｕｓｅｄａｔｔｈｅｎｏｎａｕｓｓｉａｎｒｅｉｏｎｉｎｓｏｍｅｗｉｎｄｅｎｉｎｅｅｒｉｎｒａｃｔｉｃｅｓ．－Ｇｐｙｇｇｇｐ：；；；；；Ｋｅｗｏｒｄｓｓｕｅｒｔａｌｌｂｕｉｌｄｉｎｉｎｄｌｏａｄｎｏｎａｕｓｓｉａｎｆｅａｔｕｒｅｓｋｅｗｎｅｓｓｋｕｒｔｏｓｉｓｐｆａｃｔｏｒｅａｋ－－Ｇｐｇｗｙ外覆石材无论是建筑主体结构还是玻璃幕墙、及其连接件等围护结构的抗风设计均需要基于建筑脉动风压和峰值因子来确定设计表面的平均风压、风压．目前荷载规范假定脉动风压满足高斯分布，研究发现，该假定在很多场合是不准确的．国内外学者对大跨屋盖结构、低矮建筑等屋面风压的研究表明，屋面由于受气流的分离、再附和涡脱落的影响，局部区域的表面风压呈现明显的非高斯特性．对于同为钝体绕流的超高层建筑，侧风面和背风面由于气流

大跨屋盖结构风压脉动的非高斯特性_孙瑛

密度分布，可知屋盖上风压既有高斯分布又包含有非高斯分布。限于篇幅，本文仅给出一些典型测点的风压时程曲线及在不同屋檐高度情况下的概率密度分布曲线，见图５。图中还给出均值为０、方差为１的标准高斯分布曲线以方便比较，图标中Ｂ表示Ｂ类地貌，Ｓ表示均匀流。
（ｂ）风洞试验模拟的风速谱曲线图３风洞模拟Ｂ类地貌大气边界层风速剖面、
目前对非高斯特性的研究大多着眼于非高斯风压场的模拟技术［５－８］，而对风压非高斯特性产生的原因及其描述方式却鲜有研究。研究非高斯特性产生的原因有助于加深对流场机理的认识，而合理、有效的非高斯特性描述方式则是正确建立风荷载模型的前提。本文首先介绍了一些用于非高斯统计特性研究的基本概念；然后根据一组大跨度平屋盖刚性模型风洞动态同步测压试验，对屋盖表面脉动风压的非高斯统计特性进行了系统研究。主要内容包括：１）根据测点风压
湍流度剖面及风速谱曲线Ｆｉｇ．３ＷｉｎｄｔｕｎｎｅｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｔｅｒｒａｉｎＢ
图４风洞试验模型测点布置及风向角示意图（单位：ｍｍ）Ｆｉｇ．４Ｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｔｅｓｔｍｏｄｅｌａｎｄｗｉｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ
（ｕｎｉｔ：ｍｍ）
大气中包含有许多不同尺度的涡旋，而空间每一点都可能是强度随机变化的旋涡的中心点，并由该点向周围传送能量，并在接触到的壁面上产生压力，这是空气动力学中点涡模型的基本思想［９］。与此同理，作用在屋盖表面的风压可以看作是屋盖上方大量的点涡作用叠加的结果，而对于大面积上的风荷载，由于流场中的空间相关性衰减得很快，相关性很小，因而可以认为空间每个点涡的作用是独立分布同分布的，其作用之和则体现为高斯分布的性质。相反，如果作用在局部区域的风压由于其上方存在有组织的漩涡结构，空间相关性很强，此时中心极限定理的前提条件已

矩形超高层建筑横风向脉动风力,Ⅱ:数学模型

矩形超高层建筑横风向脉动风力,Ⅱ：数学模型
唐意;顾明;全涌
【期刊名称】《振动与冲击》
【年(卷),期】2010(029)006
【摘要】系列文章的第一部分总结了矩形截面高层建筑横风向脉动风力的基本特征.在此基础上,采用非线性最小二乘法,以风场类型及厚宽比为基本变量,对横风向脉动风力根方差系数、竖向相关系数以及功率谱密度进行拟合,得到横风向脉动风力的闭合求解公式.最后通过与试验结果的比较,验证了这些公式的精度.运用这些公式,可较为方便地计算矩形截面高层建筑的横风向脉动风力.
【总页数】4页(P46-49)
【作者】唐意;顾明;全涌
【作者单位】同济大学,土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092;中国建筑科学研究院,北京,100013;同济大学,土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092;同济大学,土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092
【正文语种】中文
【中图分类】TU312.1
【相关文献】
1.独立矩形截面超高层建筑的顺风向气动阻尼风洞试验研究 [J], 曹会兰;全涌;顾明;吴迪
2.矩形超高层建筑横风向脉动风力.Ⅰ:基本特征 [J], 顾明;唐意;全涌
3.矩形截面超高层建筑横风向气动阻尼的风洞试验研究 [J], 曹会兰;全涌;顾明
4.矩形高层建筑顺风向脉动风荷载空间相关性 [J], 曾加东;李明水;李少鹏
5.矩形截面高层建筑横风向脉动风荷载特性 [J], 袁深根;李永贵;孟灿;周志锦;罗晓勇;陈辉
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

棱柱形高层建筑幕墙在非高斯脉动风作用下的响应

棱柱形高层建筑幕墙在非高斯脉动风作用下的响应
史建鑫;吕令毅
【期刊名称】《工程建设与设计》
【年(卷),期】2012(000)005
【摘要】高层建筑上风压场的某些区域具有明显的非高斯特性,与传统的高斯风压场相比,非高斯风压场会使幕墙结构的动力响应增大.从模拟非高斯风压场入手,以幕墙结构节点位移根方差为比较对象,对幕墙结构等效模型进行动力分析,得出非高斯风压场较高斯风压场动力特性增大15％的结论.
【总页数】3页(P60-62)
【作者】史建鑫;吕令毅
【作者单位】东南大学土木工程学院,南京210096;东南大学土木工程学院,南京210096
【正文语种】中文
【中图分类】TU312+.1
【相关文献】
1.独立高柱广告牌在脉动风荷载作用下的疲劳响应分析 [J], 谢以顺;朱卫国;韩新
2.煤矿井塔结构在脉动风荷载作用下的响应分析 [J], 黄欣;张勇;盛宏玉
3.脉动风作用下高耸塔结构风振响应研究 [J], 甘进;洪灶明;吴卫国
4.脉动风荷载作用下声屏障动力响应分析 [J], 罗文俊;李恒斌
5.超高层建筑在脉动风致响应下数值模拟研究 [J], 鲍远伟
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

大跨屋盖脉动风压的非高斯特性研究

免后续工作中由假设前提产生的错误。目前，对非高斯特性的研究往往着眼于非高斯风
压场的模拟技术Ｊ而对非高斯分区的研究却很少且，
主要针对平屋面，远不能满足大跨屋盖结构在实际远
应用中的需求。文献［］４通过对户外、城郊地带不同位置的单坡屋顶、屋顶及低矮建筑中的人字形屋顶的平风压时程进行实测，将数据进行分类汇总，时程数据在的偏度和峰度值的基础上划分高斯与非高斯区域。文献［］７通过对高层建筑表面的风压脉动概率统计特性
现，屋盖局部区域内，在特别是迎风边缘区域和屋盖拐角区，风荷载会表现出明显的非高斯特性，果仍采用如高斯模型来描述，往往会产生较大的误差 ¨ 。ＪＫＳｒｓｕｒ．ｕｅｈＫｍａ等在文献［］２中提到，有的屋盖结构所都存在高斯与非高斯脉动，高斯脉动往往出现在气非流分离区域，压的高斯或非高斯性质对屋面设计荷风载将产生非常重要的影响；献［］道，于大跨屋文３写对盖结构，往认为在角区和气流的分离区域由于存在往很大的负压而呈非高斯分布。进一步研究表明Ｊ具，
动风压风洞试验结果对峰值因子进行了讨论，为高认斯分布的假定在此可能不适用，议把该高层建筑顶建

复杂体型超高层建筑风压脉动特性

第41卷第8期2009年8月哈尔滨工业大学学报J OURNAL OF HARBI N I NSTI TUTE OF TECHNOLOGYVo l 41N o 8Aug .2009复杂体型超高层建筑风压脉动特性金虎,楼文娟,沈国辉(浙江大学结构工程研究所,杭州310058,l ouw @j zj u .edu .cn)摘要:为研究超高层建筑顺风向和横风向脉动风压功率谱的变化规律,以某X 型超高层建筑为工程背景,进行刚性模型测压风洞试验.利用T amura 等基于准定常假定提出的由顺风向脉动风速谱转化得到顺风向脉动风压谱的方法将D avenport 和K a i m a l 风速谱转化为脉动风压谱,并将两者得到的风压谱与试验结果进行了对比;利用O hkuma 等提出的矩形建筑横风向风荷载功率谱的数学模型来拟合侧风面测点脉动风压谱,结果能够与试验很好的吻合.分析了相同高度处各测点之间以及不同高度测点层各测点脉动风压之间的相关性;最后研究了测点风压的水平和竖向相干性,并利用基于单参数最小二乘算法的计算程序对测点空间相干函数曲线进行拟合,结果与风洞试验吻合较好.关键词:脉动风压;功率谱;相关性;相干函数中图分类号:TU 973 213文献标识码:A 文章编号:0367-6234(2009)08-0111-07Fluctuati ng character i nvestigation on w i nd pressureof h i gh rise buil di ng w ith co mplex shapeJI N H u,LOU W en j u an ,S H E N Guo hui(Institute of Structura l Eng i neer i ng ,Z he jiang U niversity ,H angzhou 310058,Chi na ,l ou w @j zj u .edu .cn)Abst ract :The w ind tunnel test of a tall bu ilding w ith X shape w as carried out and the po w er spectru m for along w i n d and across w i n d w ind pressure of this building w as stud ied .Po w er spectr um for w i n d velocity o fDavenpo rt and K ai m a lw ere converted to that for fl u ctuati n g w i n d pressure accord i n g to the m et h od proposed by Ta m ura ,etc .W i n d pressure of the test po i n t on side w i n d surface w as fitted accordi n g to the m athe m atica l m ode l a i m ed at rectangular ta ll buildings pr oposed by Ohkum a .The fitted po w er spectr um density cur ve o f w ind pressure i n a l o ng w ind and across w ind direction w as co m pared w ith test data .H o rizon tal and vertical cor re lation relationsh i p s a m ong w i n d pressures o f different test po ints w ere analyzed .H orizonta l and vertica l co herence features of fl u ctuati n g w i n d pressures w ere i n vestigated and the coherence curve w as fitted based on t h e least squares pr ocedure for si n g le para m e ter .The fitted coherence curve ag rees w ellw ith t h e w i n d tunne l tes.t K ey w ords :fl u ctuati n g w ind pressure ;po w er spectr um;correlati o n;coherence functi o n 收稿日期:2007-06-11.作者简介:金虎(1981 ),男,博士研究生;楼文娟(1963 ),教授,博士生导师.超高层建筑常常具有不规则的平面结构形式,当风流过这样的建筑时就会产生显著的剪切、再附和涡脱落等效应,从而使建筑表面风压的脉动特性及其空间相关性与一般矩形高层建筑有很大的差别[1~4].叶丰,顾明对10种不同断面超高层建筑风压的幅值特性和频域特性进行了研究,着重讨论了水平和竖向相关系数、水平和竖向相干函数[5,6].葛楠、周锡元等从湍流理论的基本方程出发,导出了结构横风向脉动风压谱密度函数的计算公式[7].本文以宁波市某X 型超高层建筑为工程背景,在多通道同步测量刚性模型表面风压风洞试验的基础上,分析了这种具有复杂体型超高层建筑顺风向与横风向不同高度处各测点风压的功率谱变化规律,利用Ta m ura 等基于准定常假定提出由顺风向脉动风速谱转化得到顺风向脉动风压谱的方法将D avenport 和K ai m al 风速谱转化为脉动风压谱,并将两者得到的风压谱与试验进行了对比;利用Ohkum a 等提出的矩形建筑横风向风荷载功率谱的数学模型来拟合侧风面测点脉动风压谱,结果能够与试验很好的吻合.文中还探讨了相同高度处各测点之间以及不同高度测点层各测点之间的脉动风压相关性;最后研究了测点风压的水平和竖向相干性,并利用基于单参数最小二乘算法的计算程序对测点空间相干函数曲线进行拟合,结果与风洞试验吻合较好.1 工程背景及风洞试验该超高层建筑高158m,标准层平面为X 形,体型在顶部138m 以上发生变化,从标准层的四个分支变成两个分支,丰富了建筑形象,见图1.由于该超高层建筑呈X 形布局,并且在顶部发生体型变化,我国规范对这种造型独特超高层建筑的风荷载缺乏准确完备的资料,因此为保证结构设计的安全、经济和合理,有必要进行该超高层建筑风压测定的风洞试验,为该建筑的抗风设计和舒适度验算提供精确可靠的数据.图1 结构平面及部分测点示意图本试验采用GB50009-2001 建筑结构荷载规范!中规定的B 类地貌大气边界层气流,边界层厚度为1 6m ,风速沿高度变化指数 =0 16,高度1m处湍流度I u =9%,湍流度沿高度变化指数为-0 3.风洞模拟流场的平均风速和湍流度剖面如图2所示.风洞试验采用1∀150的刚性模型,共布置六个风压测点层,见图3.由于该建筑物体型复杂,拐角点较多,故每个测试层上测点布置的密度较大,尤其是在角点处.试验风向角根据建筑物和地貌特征,在0#~360#内每隔15#取一个风向角,共有24个风向角.试验参考风速约10 3m /s .某角度某点风压系数共有4096个时程数据,采样时间为13 1s ,实际采样频率为(4096/13 1=)312 67H z .试验使用了6个压力扫描阀模块,每个扫描阀模块64个通道.图2 平均风速与湍流度剖面图3 测点层高度布置2 模型表面测点风压功率谱模型2 1 顺风向一般认为,高层建筑迎风面的风压符合准定常假定,即迎风面风压的脉动主要由脉动引起[8,9].本文基于准定常假定,利用脉动风速谱推求高层建筑迎风面顺风向脉动风压功率谱,为S w (z ,f )={ s V z }21+2f AV z 4/3-2S v (z ,f ).(1)式中:S w (z ,f )为z 高度处脉动风压谱;f 为频率;∃112∃哈尔滨工业大学学报第41卷为空气密度;s为局部体型系数;V z为z高度处平均风速;A为结构投影面积;S v(z,f)为顺风向风速谱,本文采用了Davenport风速谱和K ai m a l 谱[9,10].由式(1)就可以根据脉动风速谱得到相应的迎风面脉动风压功率谱,本文下面叙述的模拟风压谱即是根据相应的风速功率谱谱经过式(1)转化得到的,如Davenport风压谱即是根据Daven port风速谱得到的,下面将不再赘述.限于篇幅,文中仅给出A1、B1、D1以及F1等迎风面测点的脉动风压功率谱,见图3.其中A1测点位于建筑顶部突变层,B1、D1和F1各测点位于结构标准层,且四点在同一铅直线上(测点平面位置参见图1).从图4中可以看出以下两点:(a)在不同的高度位置,该X型建筑顺风向的风压脉动谱都有一个明显的先上升后下降的过程,这与Davenport 风压谱的变化规律很相似,但Davenport风压谱的峰值频率略小,且谱峰不够明显;而K ai m al风压谱则随频率单调下降,没有这样一个先升后降的过程.(b)无论在低频范围内还是高频范围内, Davenpo rt风压谱的谱值都与该建筑实测功率谱值吻合较好;而K ai m a l风压谱的谱值在低频范围内明显大于实测风压谱值和Davenport风压谱的谱值,仅在高频区域稍稍吻合,但仍略微偏大.因而总体上来看,仍是Davenport风压谱值与实测脉动风压谱值吻合较好.2 2 横风向横风向脉动风荷载由顺风向风紊流、横风向风紊流和尾流涡脱落等构成,因而风压脉动特性不同于顺风向的情况,Ta mura等提出的方法并不适用,因此侧风面风压谱不适于由横风向风速谱直接转化得到.顾明[11]等针对10种不同截面类型的高层建筑,提出了横风向风荷载的功率谱计算模型,并将横风向风荷载功率谱分为横风向紊流项和涡激励项两部分.Ohkum a与Kanaya[12]针对矩形高层建筑,在考虑风紊流和涡激励对横风向风激励贡献的基础上,给出了横风向风激励谱的表达式:fS FL(f) !2L =4B∀#S t21-#S t22+4B2#S t2(2)式中:#为无量纲化频率,#=fD/!U H;S t=0135 -0 069exp(-0 056H/D),为斯托拉哈数;B= 0 6exp(-0 3H/D),为与带宽有关的系数.图4 建筑物迎风面不同高度处脉动风压功率谱本文在Ohku m a[12]等给出的横风向风激励谱数学模型的基础上提出了侧风面脉动风压谱的表达式.根据实测横风功率谱进行公式拟合,拟合结果见表1.fS w(f)!2L=A∃#S t21B1-#S t22+4B#S t2.(3)式中:A、B和S t为待定参数,对于标准层X型截面,B=0 3exp(-0 3H/D);对于顶部突变层截∃113∃第8期金虎,等:复杂体型超高层建筑风压脉动特性面,B =2 4exp (-0 3H /D ).表1 侧风面脉动风压谱各参数拟合结果拟合参数A B S A 层8 3940 8850 089突变层B 层7 8620 1500 079D 层7 2360 1260 077标准层F 层6 0650 0860 074图5为侧风面各测点脉动风压谱的变化规律,测点A19、B20、D20和F20位于同一铅直线上,参见图1.由图5中可以明显的看出:(1)除结构顶部测点A19以外,其余各点都有明显的谱峰,且谱峰对应的峰值频率即漩涡脱落频率基本相同,相应的斯托拉哈数S t 为0 079~0 074;(2)随着高度的降低,紊流度的增大,侧风面风压功率谱的峰值变大,频带变宽,意味着能量更加集中.(3)结构顶部测点风压功率谱没有明显的峰值,这是因为建筑物顶部的三维绕流效应降低了漩涡脱落的规则性.另外,该拟合公式能够很好的图5 建筑物侧风面不同高度处测点脉动风压功率谱表达出不同高度处侧风面脉动风压功率谱的变化规律,与试验结果基本吻合,从而证明了该拟合公式的有效性.3 空间相关性3 1 水平相关性限于篇幅,本文仅以C 层(位于105 5m 高度处)各测点为例来研究风压水平相关性.从表2~表4中可以看出,各测点之间的水平相关性呈现出明显的规律性,即随着距离的增加而减小,背风面各点水平相关系数随距离的增加而下降的最快,迎风面与侧风面相当;迎风面各测点水平相关系数最大,侧风面次之,背风面最小;对于迎风面,靠近中间区域相邻点之间的相关系数大于边缘区域相邻两点的相关系数,这是由于气流经过建筑物边角处发生钝体绕流使气流发生紊乱而造成的.迎风面各测点与背风面、侧风面各测点之间相关性较小,可以忽略,背风面与侧风面的水平相关系数都为正数,明显大于迎风面各点与背风面和侧风面测点的水平相关系数.3 2 竖向相关系数本文取B 、D 与F 测点层在迎风面、背风面和侧风面中轴线上的测点为对象来研究超高层建筑脉动风压竖向相关性,相关系数计算结果见表5.可以看出:(1)无论是迎风面、背风面还是侧风面,竖向相关系数都随着测点距离的增加而减小,其中背风面竖向相关系数下降最快,这是因为结构迎风面的风压脉动是由来流风紊流引起的,侧风面的风压脉动主要来源于气流分离和漩涡脱落,而背风面风压则由尾流所致,其相关性小于前两者;(2)迎风面与侧风面各测点风压的竖向相关系数最大,迎风面与背风面次之,背风面与侧风面最小,几乎接近于0.∃114∃哈尔滨工业大学学报第41卷表2 迎风面与背风面各测点风压的水平相关系数测点C 1C2C3C4C5C6C 7C 30C31C32C33C34C11 000 990 970 930 840 720 40-0 20-0 040 020 060 06C21 000 990 950 860 760 43-0 20-0 040 010 050 05C31 000 970 890 790 47-0 20-0 040 010 040 03C41 000 950 860 56-0 18-0 040 010 050 03C51 000 950 71-0 13-0 010 010 040 01C61 000 84-0 080 020 030 040 00C71 000 090 150 110 06-0 02C301 000 750 590 410 23C311 000 870 640 42C321 000 820 62C331 000 82C341 00表3 迎风面与侧风面各测点风压的水平相关系数测点C 1C2C3C4C5C6C 7C8C9C10C11C12C11 000 990 970 930 840 720 40-0 22-0 23-0 24-0 24-0 21C21 000 990 950 860 760 43-0 21-0 22-0 23-0 25-0 22C31 000 970 890 790 47-0 19-0 20-0 21-0 24-0 22C41 000 950 860 56-0 14-0 16-0 17-0 22-0 19C51 000 950 71-0 06-0 07-0 08-0 14-0 12C61 000 840 060 050 04-0 02-0 02C71 000 390 390 380 310 30C81 000 990 970 880 81C91 000 980 900 82C101 000 920 85C111 000 95C121 00表4 背风面与侧风面各测点风压的水平相关系数测点C 30C 31C32C33C34C 8C9C10C11C12C301 000 750 590 410 230 380 390 380 360 32C311 000 870 640 420 430 440 430 430 40C321 000 820 620 300 310 310 330 31C331 000 820 150 160 160 210 20C341 000 010 020 020 080 08C81 000 990 970 880 81C91 000 980 900 82C101 000 920 85C111 000 95C121 00表5 迎风面、背风面和侧风面各测点风压间的竖向相关系数测点编号B1D1F1B34D34F34B20D20F20B11 000 490 26-0 07-0 05-0 15-0 28-0 17-0 06D11 000 590 00-0 04-0 16-0 22-0 190 07F11 000 07-0 12-0 18-0 12-0 13-0 02B341 000 330 030 000 00-0 06D341 000 360 00-0 060 07F341 000 01-0 08-0 02B201 000 710 42D201 000 72F201 00∃115∃第8期金虎,等:复杂体型超高层建筑风压脉动特性4 模型表面脉动风压的相干性脉动风压的空间相干函数是建立高层建筑风致响应计算模型的必要条件之一.脉动风压空间相干性包括水平相干性和竖向相干性,本文分别根据式(4)和(5)的数学模型利用单参数最小二乘算法来拟合脉动风压水平相干函数和竖向相干函数.Coh -H (x 1,x 2,f)=exp -c h ∃f ∃|x 1-x 2|U z.(4)Coh -V (z 1,z 2,f )=exp -c v ∃f ∃|z 1-z 2|(U z 1+U z 2)/2.(5)式中:C oh -H (x 1,x 2,f)、C oh -V (z 1,z 2,f )分别代表水平相干函数和竖向相干函数;c h 、c v 为风压水平相干函数指数和竖向相干函数指数;f 为频率;x 1、x 2和z 1、z 2分别是两测点的水平竖向坐标;U z 为z 高度处平均风速.图6 迎风面测点的水平相干函数曲线从图6和图7试验结果和拟合曲线的比较中可以看出,采用式(4)和式(5)数学模型拟合得到的水平和竖向相干曲线与试验结果吻合较好,能够反映测点风压之间的相干特性.限于篇幅,本文仅取顶部A 层测点A1、A 2和标准层C 层测点C1、C2来研究测点风压的水平相干性;取位于同一铅垂线上的测点A1、C1和D1、F1来研究测点风压的竖向相干特性.经过单参数最小二乘拟合计算,文中水平相干函数指数拟合结果为6 30,测点A1与A2相距6 40m ,C1与C2相距2 30m,因而前两点之间的相干曲线下降速度大于后者;文中竖向相干函数指数拟合计算结果为4 57,由于测点A1位于顶部突变层,且受到三维绕流效应的影响,它与C1的相干函数曲线明显小于标准层测点D1和F1的相干曲线,前两者试验结果与拟合曲线的吻合程度也不如后两者.图7 迎风面测点竖向相干函数曲线5 结论1)由Davenport 风速谱得到的顺风向脉动风压谱与风洞试验结果符合较好,而由K ai m a l 谱得到的拟合风压谱在低频区域内明显大于风洞试验的脉动风压谱值.2)横风向脉动风压谱可以由式(3)描述.侧风面风压功率谱试验结果与式(3)吻合较好.测点风压谱都有明显的谱峰,且谱峰对应的峰值频率即漩涡脱落频率基本相同;随着紊流度的增大,侧风面风压功率谱的峰值变大,频带变宽,意味着能量更加集中;建筑物顶部的三维绕流效应降低了漩涡脱落的规则性,使测点风压谱的峰值变得不明显.3)背风面各点水平相关系数随距离的增加而下降的最快,迎风面与侧风面相当;背风面与侧∃116∃哈尔滨工业大学学报第41卷风面水平相关系数都为正数,明显大于迎风面各点与背风面和侧风面测点的水平相关系数.竖向相关系数都随着测点距离的增加而减小,其中背风面竖向相关系数下降最快;迎风面与侧风面各测点风压的竖向相关系数最大,迎风面与背风面次之,背风面与侧风面最小,几乎接近于0.4)式(4)与(5)能够很好与测点风压水平相干曲线和竖向相干曲线的试验结果相吻合.结构顶部三维绕流效应对测点之间的相干性有较大的影响.参考文献:[1]K I KU C H I H,TAMURA Y,U EDA H,et al.Dyna m icw i nd pressures ac ting on a ta ll bu ildi ng model-proper orthogonal decompositi on[J].Journa l ofW i nd Eng i nee ri ng and Industr ialA erodyna m ics,1997,(69-71):631-646.[2]KAREE M A.M easurements o f pressure and force fi e l dson bu ildi ng m ode ls i n si m ulated at m ospher ic fl ow s[J].Journa l o f W i nd Eng i neer i ng and Industr ial A erodyna mi cs,1990,36(1-3):589-599.[3]KAWA I H.V o rtex i nduced v i bra ti on o f tall bu ildi ngs[J].Journal ofW ind Eng i neering and Industr i a lA erody nam ics,1992,41(1-3):117-128.[4]L I ANG S G,L I U S C,L I Q S,et al.M athema ti ca lmodel o f ac ross w i nd dyna m ic loads on rectangu l a r tallbu il d i ngs[J].Journa l o fW ind Eng i neer i ng and Industr ia lA e rodyna m i cs.2002,90(12-15):1757-1770.[5]顾明,叶丰.超高层建筑风压的幅值特性[J].同济大学学报(自然科学版).2006,34(2):143-149. [6]叶丰,顾明.超高层建筑风压的频域特性[J].同济大学学报(自然科学版).2006,34(3):285-290. [7]葛楠,周锡元,侯爱波.矩形高层建筑横向湍流脉动风压谱密度函数的分析计算[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版).2005,21(6):649-653.[8]T S UKAGOS H I H,TAMURA Y,S A SAK I A,et al.R esponse analyses on a l ong-w i nd and across-w i nd v i bra tions o f ta ll bu ildi ngs i n ti m e do m a i n[J].Journa l o fW i nd Eng i nee ri ng and Industria lA erodyna m i cs.1993,46&47: 497-506.[9]SI M I U E,SCANLAN R H.风对结构的作用--风工程导论[M].刘尚培,项海帆,谢霎明,译.上海:同济大学出版社,1992.[10]黄本才.结构抗风分析原理与应用[M].上海:同济大学出版社,2001.[11]顾明,叶丰.高层建筑的横风向激励特性和计算模型的研究[J].土木工程学报.2006,39(2):1-5.[12]OHKUMA T,KANAYA A.O n the correlati on bet weenthe shape o f rectangu l ar cy li nders and character i sti cs o f fl uctuati ng liftson t he m[C]//P roc.of5th Symposi um on W i nd Effects on S tructures,T okyo,1978:147-154.(编辑姚向红)∃117∃第8期金虎,等:复杂体型超高层建筑风压脉动特性。

超高层建筑风压的幅值特性_顾明

第34卷第2期2006年2月同济大学学报(自然科学版)JOURNAL OF T ONGJ IUN I V ERSI TY (NAT URAL SC I ENCE )Vol .34No .2　Feb .2006收稿日期:2004-09-06基金项目:国家自然科学基金创新研究群体科学基金资助项目(50321803);教育部高等学校骨干教师计划资助项目作者简介:顾　明(1957-),男,江苏兴化人,教授,工学博士,博士生导师,长江学者.E 2mail:m inggu@mail .t ongji .edu .cn超高层建筑风压的幅值特性顾　明1,叶　丰2(1.同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海　200092; 2.上海迈祥工程技术咨询有限公司,上海　201204)摘要:对方形、矩形、三角形及Y 型等10个典型的超高层建筑模型进行了细致的风洞试验,获得了模型表面的平均风压和脉动风压系数.详细讨论了风场和风向角对风压系数空间分布(不同高度分布,同一高度不同侧面上不同测点的风压分布等)的影响.结果表明:建筑物迎风面处于正压区;而侧面和背风面是负压区;D 类风场的平均风压系数和B 类风场中相近,但根方差风压系数要大很多;迎风面的平均风压系数随高度变化基本服从2α分布;三角形和Y 形模型的风压系数小于方形和矩形模型.关键词:超高层建筑;刚体模型;风洞试验;风压分布中图分类号:T U973.213 文献标识码:A 文章编号:0253-374X (2006)02-0143-07Cha racte risti cs ofW i nd P re ssure Amp litude on Supe r 2Ta llBuil di ngsG U M ing 1,YE Feng2(1.State Key Laborat ory f or D isaster Reducti on in Civil Engineering,Tongji University,Shanghai 200092,China;2.ShanghaiMaglucky Engineering Consultati on Co .L td .,Shanghai 201204,China )Ab s trac t:10typ ical super 2tall building models of different cr oss 2secti on shapes,such as square,rectan 2gular,triangular and Y 2type cr oss 2secti on shapes,and as pect rati os and side rati os are tested in a wind tunnel,and the mean and fluctuating wind p ressure coefficients are thus obtained .It als o discusses in this paper the effects of wind turbulence and wind directi on conditi ons on the s patial distributi on characteris 2tics of the wind p ressures .Results indicate that the mean wind p ressures on the windward wall are positive while those on the side 2walls and the back wall are all negative;the mean wind p ressure coefficients on the models in terrain category D are al m ost the sa me with those in terrain categ ory B ,but the fluctuating wind p ressure coefficients much larger;the p r ofiles of mean wind p ressure coefficients on the windward walls of the models obey basically the power la w with an index of 2and;the wind p ressures on the trian 2gular and Y 2ty pe buildings are s maller than those on the square and rectangular buildings .Key wo rd s:super 2tall building;rigid model;wind tunnel test;wind p ressure distributi on 表面风压测量试验是超高层建筑抗风研究的基本方法之一.和另一常用方法———高频动态测力方法相比,该方法虽然复杂些,但可获得建筑物风荷载的时空分布特征.而认识风荷载的时空分布特性对同济大学学报(自然科学版)第34卷　建筑抗风研究是非常重要的.迄今为止,已有很多应用这一方法研究建筑物风荷载的报道[1～7].但在这些研究中,试验所采用的建筑物形状主要限于方形和矩形,或直接给出其气动力结果,而没有详细讨论风压分布特征.本文采用表面测压技术对10个典型的超高层建筑模型进行了风洞试验,获得的原始数据达11G .根据这些数据,分析了典型建筑物的风压分布特性,详细讨论了风场和风向角对风压系数空间分布的影响.限于篇幅,本文是系列论文的第一部分;风压分布的频域特征见第二部分[8].1　风洞试验概况1.1　风场模拟风洞试验在同济大学土木工程防灾国家重点实验室TJ 21风洞进行.采用尖塔和粗糙元来模拟1/500的我国规范规定的B 和D 类风场.图1给出了两类风场平均风速和紊流度剖面以及60c m 高度处、B 类风场中的顺风向和横风向风速谱.图中,z 和u 分别为任意高度及z 高度处风速;z g 和u g 分别是梯度风高度及梯度风速;I 为紊流度;S u (n )和S v (n )分别为顺风向和横风向脉动风速功率谱;n 为频率;σu 和σv 分别为顺风向和横风向脉动风速根方差;α为平均风速剖面指数.平均风速剖面与规范中的B ,D 类风场结果吻合.在模型顶部高度(0.6m ),B ,D 类风场纵向紊流度分别为7.5%和14.0%,也符合要求.一般认为横风向紊流度是顺风向紊流度的75%～88%[9],本试验模拟结果基本与此吻合.顺风向风谱与Davenport 谱吻合很好.模拟得到的0.4m 处的B ,D 类风场紊流积分尺度分别为0.41和0.49m ,相当于实际中200m 高度处的205和245m ,与经验公式[9]的计算结果(210和270m )相近.此外,模拟的竖向相干函数的衰减指数C z 在7～9之间,与Davenport 的建议值7和E m il 的建议值10[9]相当.图1　风洞中模拟的B 类和D 类风场参数F i g .1　S i m ul a ted w i n d param eters of terra i n ca tegor i es B and D1.2　试验模型和试验工况1.2.1　试验模型10个代表性截面形式(方形、矩形、三角形、倒角方形、Y 形)建筑的基本外形和参数可见图2和表441　第2期顾　明,等:超高层建筑风压的幅值特性1.模型缩尺比为1∶500(和风速模拟的几何缩尺比相等),相当于300m 高度的超高层建筑.方形模型有5种高宽比(4∶1,5∶1,6∶1,7∶1,8∶1);矩形模型考虑的长宽比为1∶2,1∶1.5,2∶1和1.5∶1;三角形和倒角方形模型的高宽比为6∶1.每个模型上布置7层测点(从上至下依次为1～7层).考虑风荷载对响应的影响随高度增加,安排测点层上密下疏,各层测点高度分别为57.15,50.95,43.80,35.70,26.65,16.65,5.70c m.一般在同层的每个面上布置5点.单个模型总测点数在140个左右.在处理试验结果时,根据文献[10]的方法考虑了测压管路的修正.1.2.2　试验工况风向角记为θ,参见图3.考虑到模型的对称性,安排试验工况如下:①模型1～5,θ为0°～15°,1°增量;②模型6～7,θ为0°～15°和90°～105°,1°增量;③模型8,θ为0°～60°,1°增量;④模型9,θ为0°～15°,1°增量,;⑤模型10,θ为0°～60°,不均匀增量,在0°和60°附近为1°增量.测压信号采样频率为312.5Hz,每个测点采集8192个数据.表1　试验模型有关参数Tab .1　Param eters of thebu ild i n g m odels参数模型编号12345678910b /mm 1501201008675100100100100d /mm 1501201008675200150100100H /mm 600600600600600600600600600600H /bd45678 4.24 4.9066 4.64测点数140140140140140140140105140147截面形状方形方形方形方形方形矩形矩形三角形倒角方形Y 形注:b 为模型断面迎风长度;d 为模型断面宽度;H 为模型高度.图2　试验模型测点布置及尺寸示意图(单位:mm )F i g .2Cross secti on s of the m odels and positi on s of m ea sur i n g po i n ts(un it:mm )541 同济大学学报(自然科学版)第34卷　2　风压分布特性平均风压系数和根方差风压系数的计算公式如下:C P i =2P i /ρU 2H ,　σC P i =2σP i /ρU 2H (1)式中:P i 和σP i 分别为任一点平均风压和脉动风压;ρ是空气密度;U H 为模型顶部平均风速.2.1　典型测点的风压系数与风向角的关系2.1.1　方形和矩形建筑研究方形和矩形建筑在不同风向角下风压系数的变化.选取模型上有代表性的测点的风压结果来分析这一变化.第二层3,8,13,18号测点,分别对应于模型各面对称轴(见图3).模型1的这些典型测点的风压系数在B ,D 两类风场下随风向角变化情况见图4.以上结果表明:①建筑物侧面(测点3和13)处于分离区,平均风压系数一直保持负压;平均风压系数绝对值和根方差风压系数随风向角θ增加而减小.两类风场下平均风压系数相近;但B 类风场下根方差风压系数比D 类风场小30%左右.②迎风面(测点8)一直保持正压,在两类风场下平均风压系图3　测点号和风向角示意图F i g .3　Positi on of m ea sur i n g po i n ts and test w i n d angle数和根方差风压系数随风向角略有减小;B 类风场下的根方差风压系数比D 类风场下小很多(44%左右).③背风面(测点18)的平均风压系数是负值,随风向角θ变化很小.B 类风场下根方差风压系数随θ的增加而减小,15°风向时比0°小30%左右;两类风场下根方差风压系数相近.④模型1与模型4为不同高宽比的正方形模型建筑.高宽比对第2层各点的平均风压系数没有明显影响,对根方差风压系数有一点影响(高宽比大的根方差风压系数稍大).图4　模型1在D 类风场中第2层测点风压系数C P 随风向角的变化F i g .4　M ean and root m ean square C P a t typ i ca l m ea sur i n g po i n ts of m odel 1641　第2期顾　明,等:超高层建筑风压的幅值特性矩形建筑的风压分布和方形建筑有些差别,但趋势基本一致.限于篇幅,本文略去.此外,倒角方形截面模型(模型9)各个面对称轴上测点风压系数随角度变化规律与方形建筑一致;D 类风场中的C P 和B 类风场中相近,但根方差风压系数要大得多.2.1.2　三角形建筑分析三角形建筑各面对称轴上第2层测点的风压系数随θ的变化(见图5).迎风面平均风压系数(正值)和根方差风压系数随θ增加而减小.斜侧面测点8的平均风压系数先减后增,在θ约为34°时达到最小值(-1.2);θ为60°时达最大值,和测点3的平均风压系数相等(此时测点3和8的位置重合).根方差风压系数先增后减,峰值(B 类风场时为0.38,D 类风场时为0.5)发生在θ=39°左右.测点13从侧风面变为背风面,平均风压系数和根方差风压系数的变化均比较平缓.D 类风场下,平均风压系数随θ变化趋势与B 类风场类似,但根方差风压系数有较大增加.2.1.3　Y 形建筑分析Y 形截面模型各面上典型测点的风压系数.由图6可见,θ从0°变到60°时,测点1的平均风压系数从正逐渐转为负,在θ为52°时为0;此后该点处于分离区,平均风压系数变为负值(最大负压绝对值约为-0.5).B 类和D 类风场中根方差风压系数分别在0.16～0.21和0.28～0.36之间.与测点1相反,测点4从负压变为正压,根方差(r oot mean square,R MS )风压系数随风向角减小,在10°处达最小值,此后缓慢增加.B 类风场的根方差风压系数一般比D 类风场小31%左右.测点8,11,14的平均风压系数均为负值.平均风压系数和根方差风压系数的变化较为平缓.图5　模型8在B 类风场中第2层测点的平均风压系数和R M S 风压系数随风向角的变化F ig .5　M ean C P and R M S C P at typica l mea suri n g poi n ts of m odel 8i n terra i n ca tegoryB图6　模型10在B 类风场中第2层测点的平均风压系数和R M S 风压系数随风向角的变化F i g .6　M ean C P and R M S C P a t typ i ca l m ea sur i n g po i n ts of m odel 10i n terra i n ca tegory B2.2　同一高度的风压分布特性选择0°风向角来研究同一高度风压系数分布特性.B 类风场中4个模型(方形、三角形和Y 形截面)的第2层和第4层测点的表面风压分布情况如图7所示.由图可见:①各模型迎风面平均风压系数均为正值,其余各面均为负值.②迎风面上平均风压系数以中间测点为最大;侧面边缘测点和中间测点的平均负压相差不大,根方差风压系数以后缘为大.741 同济大学学报(自然科学版)第34卷　③各模型各面上根方差风压系数均随高度增加而减小,这是紊流度减小所致,说明紊流对侧面脉动风压也有影响.④一般而言,迎、背风面根方差风压系数比侧面小很多,高度越低相差越大.⑤从总体上看,Y 形和三角形截面的根方差风压系数较小.2.3　风压系数沿高度的变化取模型1,6,8和10在B 类风场、0°(或90°)风向角下各面对称轴上的典型测点的风压系数来研究其沿高度的变化规律.图8给出了部分试验结果.由图可见:①迎风面测点的平均风压系数随高度变化基本上服从2α分布;根方差风压系数一般随高度增加,但变化幅度较小,接近于α分布.矩形模型6的长边迎风和短边迎风时平均风压系数沿高度的变化规律有所不同,后者更加符合2α分布规律.②背风面的平均风压系数(负值)和根方差风压系数沿高度变化均很小.③随高度增加,侧面测点的根方差风压系数稍有减小,但仍比迎、背风面的根方差风压系数大很多.④三角形建筑两个侧面的平均风压系数(负值)和根方差风压系数比其他模型要小.图7　模型1,8和10在B 类风场中0°风向角下第2层和第4层各测点风压系数F i g .7　M ean and R M S C P on 2nd and 4th l ayers of m odels 1,8and 10i n terra i n ca tegory B3　结论对10个典型超高层建筑模型进行了测压风洞试验,分析了平均和脉动风压系数的幅值特性,得到如下主要结论:(1)建筑物迎风面处于正压区;而侧面处于分841　第2期顾　明,等:超高层建筑风压的幅值特性离区,平均风压系数为负压;背风面也是负压区.(2)一般而言,D 类风场的平均风压系数和B 类风场相近,但根方差风压系数要大很多.(3)方形和矩形建筑迎风面、侧风面和背风面的平均风压系数随风向角的变化均较小.三角形和Y 形迎风面的平均风压系数随风向角增大而增大.一般而言,侧风面的根方差风压系数大于迎、背风面;风向角改变时,与风向夹角减小的侧面的根方差风压系数增大,而另一侧面的系数值减小.图8　模型1,8和10在B 类风场0°风向角下典型测点风压系数随高度的变化情况F i g .8　M ean and R M S C P a long the he i ght of m odel 1i n terra i n ca tegory B (0°w i n d angle) (4)各模型迎风面的平均风压系数随高度变化基本服从2α分布;背面和侧面的平均风压系数沿高度变化较小.根方差风压系数随高度增加一般呈减小趋势.(5)三角形和Y 形模型的风压系数小于方形和矩形模型.参考文献:[1]　Kikuchi H,Ta mura Y,Ueda H,et al .Dynam ic wind p ressures act 2ing on a tall building moder 2p r oper orthogonal decompositi on[J ].J W ind I nd Aer ody,1997(69-71):631.[2]　Karee m A.Acr oss wind res ponse of buildings [J ].Journal of theStructural D ivisi on,1982,108(ST4):869.[3]　Karee m A.Measure ments of p ressure and force fields on buildingmodels in si m ulated at m os pheric fl ows [J ].J W ind Eng &I nd Aer ody,1982,36:589.[4]　Kawai H.Vortex induced vibrati on of tall buildings[J ].J W indEng &I nd Aer ody,1992,41/44:117.[5]　Kawai H.Effects of angle of attack on vortex induced vibrati on andgall op ing of tall buildings in s mooth and turbulent boundary layer fl ows[J ].J W ind Eng &I nd Aer ody,1995,54/55:125.[6]　L iang S G,L iu S,Zhang L,et al .Mathe matical model of t orsi onaldyna m ic l oads on rectangular tall buildings[J ].J W ind Eng &I nd Aer ody,2002,90:1757.[7]　L iang S G,L iu S,Zhang L,et al .Torsi onal dyna m ic wind l oad onrectangular tall buildings [J ].Engineering Structures,2004,26(1):129.[8]　叶丰.高层建筑顺、横风向和扭转方向致响应及静力等效风荷载研究[D ].上海:同济大学土木工程学院,2005. YE Feng .A l ong 2and acr oss 2wind and t orsi onal l oads,res ponsesand equivalent static l oads on tall buildings[D ].Shanghai:School of Civil Engineering,Tongji University,2005.[9]　Si m il E,Scanlan R H.W ind effects on structures[M ].Now York:Jone W iley &Sons I nc,1996.[10]　周日亘毅,顾明.单通道测压管路系统的优化设计[J ].同济大学学报:自然科学版,2003,31(7):798. ZHOU Xuanyi,G U M ing .Op ti m izati on of dyna m ic p ressure meas 2urement of single 2channel tubling system s [J ].Journal of Tongji University:Natural Science,2003,31(7):798.(编辑:曲俊延)941。

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。

高层建筑脉动风压谱特性研讨

高层建筑脉动风压谱特性研讨近年来，随着建筑工程材料及施工技术的不断进步，高层建筑结构逐步向轻质量、低阻尼的方向发展，风荷载逐渐成为结构设计的控制性荷载。

现有的高层建筑表面风压的脉动特性研究主要集中在常见典型截面形状单体建筑物，且多为截面形式上下一致［1］。

但实际高层建筑外形较复杂，并位于密集的建筑群体中间，已有的研究结果的适用性值得商榷。

长安万科中心项目由一栋办公塔楼、多栋住宅塔楼、购物商城和商铺等组成。

其中写字楼地上59层，屋顶高度260m，见图1。

为了准确掌握该高层建筑的表面风压的脉动特性，对该写字楼进行详细的风洞模型试验研究。

1试验简介试验在湖南大学教育部建筑安全与节能重点实验室的大气边界层风洞实验室中进行。

按我国建筑结构荷载规范GB50009—2012［2］模拟了C类地貌流场。

试验模型用ABS板制成(见图1)，具有足够的强度和刚度。

模型与实物在外形上保持几何相似，缩尺比为1∶300，高度约为86．7cm。

模型表面共布置了376个测点用以测量模型表面风压。

试验过程中，参考高度取86．7cm(与模型顶部同高)，试验控制风速为10m/s。

试验采样频率为312．5Hz，采样时间32s。

标准层测点的平面布置如图2所示。

2迎风面脉动风压谱通常认为高层建筑迎风面风压符合准定常假定［3，4］，高层建筑迎风面脉动风压谱为:(1)其中，Sw(z，f)为z高度处脉动风压谱;Sv(z，f)为z高度处来流风速谱;f为频率;μs为局部体型系数;w珔为平均风压;V珔为平均风速。

为验证该公式的适用性，分别选用Davenport 风速谱和Karman风速谱对迎风面不同高度处测点脉动风压谱进行计算，并与风洞试验结果进行对比，计算过程不再赘述。

图3给出C18，H18以及M18三个位于同一铅垂线的测点在0°风向角(即迎风面)下的脉动风压谱。

可以看出:迎风面脉动风压符合准定常假定，由风洞试验实测风压谱在低频段和高频段均与Davenport风压谱吻合较好，Karman风压谱在低频段要比实测谱略大，高频段略小;由于建筑物顶部的三维绕流效应，顶部测点M18的频率成分比其他测点更为复杂。

超高层建筑脉动风压的非高斯特性分析

超高层建筑脉动风压的非高斯特性分析******************山东淄博 255000摘要：通过风洞刚性模型动态测压试验，对单体超高层建筑脉动风压非高斯特性进行了研究，将试验得到的风压时程数据进行时域、幅域信息分析，研究该类体形超高层建筑表面风压的非高斯分布特性，对高层建筑各立面风压进行高斯与非高斯分布的分区，发现侧面的前缘气流分离区、背风面以及迎风面切角区域的脉动风压存在显著的非高斯特性。

关键词：超高层建筑；非高斯特性；分析本文基于某典型截面超高层建筑的风洞试验数据，分析风压时程的时域、幅域信息，对该超高层建筑在不同风向角下的各个立面进行高斯与非高斯分布的分区，通过系统地分析该超高层建筑表面风压的非高斯分布特性，精确确定幕墙风载。

1、风洞试验某办公楼标准层平面为带切角的菱形，各长边为35m，切角边长为6m，由裙房和塔楼2部分组成，塔楼高207m。

为了研究该类体形超高层建筑表面风压及非高斯分布特性，进行刚性模型脉动风压同步测定的风洞试验，刚性模型缩尺比为1：200，用ABS塑料制作而成，模型外观如图1所示，沿塔楼高度共布置6层测点，每层布置36个测点，风向角定义和测点布置如图2所示，风洞采用挡板、尖塔和粗糙元模拟技术来模拟B类地貌，来流风速剖面及脉动风速谱模拟结果如图3所示。

图中，H为风洞高度，u为风速，S为功率谱的值，f/为频率，风压系数参考点的实物高度为206m。

图1 模型外观图2 风向角定义和测点布置图42、时域分析具有非高斯特性的风压，在时域上表现为明显的不对称分布并带有间歇出现的大幅度的脉冲，这些大幅度的脉冲在高层建筑的局部区域会形成很大的风压，很容易造成高层建筑局部构件的破坏。

研究表明，这种风压脉冲与有组织、大尺度的漩涡结构有关，产生于高层建筑侧面前缘的气流分离处。

图4给出典型测点在不同风向角下的风压系数时程，表1给出典型测点的前4阶统计矩.表中，x为风向角，G表示高斯分布.NG表示非高斯分布[1].表13、幅域分析对各测点的风压系数正则化，然后分别绘制频率直方图，得到各测点的概率密度图。

基于JT-AR转换模型的非高斯风荷载特性分析

基于JT-AR转换模型的非高斯风荷载特性分析
孙芳锦;阳立云;路明璟;张大明;曾倩
【期刊名称】《兰州工业学院学报》
【年(卷),期】2024(31)1
【摘要】为了研究大跨度屋盖结构的非高斯风荷载特性,提出一种采用JT-AR转换模型模拟大跨度球面屋盖结构非高斯脉动风压的方法。

基于JT变换和AR模型理论进行耦合,提出并构建JT-AR转换模型,模拟生成非高斯脉动风压时程样本数据,与目标功率谱及高阶统计量对比验证;通过已有风洞试验结果与作用在大跨度球面屋盖结构表面的非高斯分布特性作对比验证。

结果表明:JT-AR转换模型的模拟结果与风洞试验作用在建筑上的非高斯脉动风具有同等作用效应,其模拟仿真结果具备可靠性及普适性。

研究结论为大跨度结构抗风设计提供一种新的模拟方法,可代替复杂的风洞试验。

【总页数】7页(P64-70)
【作者】孙芳锦;阳立云;路明璟;张大明;曾倩
【作者单位】桂林理工大学土木与建筑工程学院;桂林理工大学信息科学与工程学院;广西岩土力学与岩土工程重点实验室;辽宁工程技术大学土木工程学院;广西嵌入式技术与智能系统重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TU312.1
【相关文献】
1.矩形结构非高斯风荷载特性研究
2.基于分数阶非高斯模型的超声图像散粒噪声特性分析
3.山区地形实测风非平稳特性和非高斯特性分析
4.大型多指廊屋盖风荷载非高斯特性风洞试验研究
5.非高斯风荷载极值估计:基于HPM转换过程的经验公式
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

高层建筑脉动风压的非高斯峰值因子方法

高层建筑脉动风压的非高斯峰值因子方法
林巍１，２，楼文娟１，申屠团兵３，黄铭枫１
（１．浙江大学结构工程研究所，浙江杭州３１００５８；２．浙江大学建筑设计研究院，浙江杭州３１００２７；３．中国美术学院风景建筑设计研究院，浙江杭州３１０００６）
摘要：为了更好地确定建筑表面的设计极值风压，以具有 “靴型 ”造型的复杂超高层建筑为例，研究非高斯峰值因子的计算方法．在风洞试验的基础上对各风向角下的风压系数时程数据进行三阶、四阶矩统计量分析，研究该复杂超高层建筑表面风压的非高斯分布特性．分别通过基于零穿越率的峰值因子法、改进峰值因子法、Ｓａｄｅｋ－Ｓｉｍｉｕ法和改进Ｇｕｍｂｅｌ法对各风向角下风压数据的峰值因子进行估计，并在改进峰值因子法的基础上提出偏度非高斯峰值因子法．对各种方法的适用性及计算结果进行对比分析表明，改进峰值因子法在峰度小于３的情况下不适用；偏度非高斯峰值因子法与Ｓａｄｅｋ－Ｓｉｍｉｕ法相比，两者的计算结果十分吻合．关键词：超高层建筑；风洞试验；偏度；峰度；峰值因子中图分类号：ＴＵ４１１；ＴＵ４７２．５文献标志码：Ａ文章编号：１００８－９７３Ｘ（２０１２）０４－０６９１－０７
测点的风压系数由下式给出：
Ｃｐｉ（ｔ）＝ｐｐｉ（ｔ０－）－ｐｐ∞ ∞ ．
（１）
式中：Ｃｐｉ（ｔ）为模型上第ｉ测压孔所在位置的风压系

两并列方形高层建筑局部风压干扰特性

风洞试验
中图分类号：Ｕ３２１Ｔ１．
文献标识码：Ａ
对影响干扰效应的参数进行了系统的总结，后，此文
ＩｔｒｅｅｃｆｅｔｎＷｉｄＰｅｓｒｆｗｏＳｕｒｎｅｆｒｎｅＥｆｃｓｎｒｓｕｅｏＴｑａｅｏｌｌＢｉｉｇｉｅｂ－ｉｅＡｒｎｅｎｈｌｕｌｎｓｉＳｄ－ｙｓｒａｇｍｅｔｄｎｄ
的增大而略有增大．间距比固定、度比变化时，高平均和脉动风压系数干扰因子最大值在狭缝面、外侧面和背风面均随高度比的增大而增大，狭缝面脉动风压增大最为显著，局部达
２７在迎风面则受高度比变化的影响较小．．，
由于建筑物之间的流场干扰，作用于建筑物上
ａｆｃｅｉｌｂｔｎｒａｓｎｈｏｅｔｒｅｓｄｓｗｉｆｅｔｄｌｔｔｅｕｉｃｅｓｏｔｅｔｒｈｅｉｅｔｅｈｈｉｃｅｓｎｈｉｈｒｔ，ｂｓｄｓｔｅｆｃｕｔｇｒｓｕｅｎｒａｉｇｅｇｔａｉｏｅｉｅ，ｈｌｔａｉｐｅｓｒｕｎ
量的风洞试验．据试验结果，析了施扰模型高度变化以根分及相对位置变化对受扰方形高层建筑表面局部风压的影响．
结果显示，高度比固定、间距比变化时，均和脉动风压系数平干扰因子最大值在狭缝面和外侧面均随间距比的增大而减
ＨＮＮｕ，ＧＡ／ｇＵＭｉｇｎ
（ｔｔｙＬｏａｏｙｆＤｉａｔｒＲｅｕｔｏｎＣｉｉＳａｅＫｅａｂｒｔｒｏｓｓｅｄｃｉｎｉｖｌＥｎｉｅｒｎｇｎｅｉｇ，

高层建筑风致振动动态特性分析

高层建筑风致振动动态特性分析高层建筑风致振动动态特性分析一、引言高层建筑在现代城市中日益增多，其风致振动问题也受到了广泛关注。

风对高层建筑的作用是一个复杂的动态过程，涉及到空气动力学、结构动力学等多个学科领域。

了解高层建筑风致振动的动态特性对于确保建筑物的安全性和舒适性至关重要。

二、高层建筑风荷载的特点1. 脉动性风荷载具有明显的脉动特性。

大气边界层中的风是由平均风和脉动风组成。

脉动风是由大气湍流引起的，其风速和风向随时间不断变化。

这种脉动性会导致高层建筑表面的风压也呈现出脉动变化，从而引起结构的振动。

2. 非平稳性风荷载的非平稳性也是一个重要特点。

风的特性会随着时间、地点、气象条件等因素而发生变化。

例如，在不同的季节、不同的地理位置，风的平均风速、湍流强度等参数都会有所不同。

这种非平稳性使得风荷载的分析和预测更加困难。

3. 三维性高层建筑风荷载是三维的。

风不仅会在水平方向上对建筑物产生作用，还会在垂直方向上产生作用。

在水平方向上，有顺风向风荷载和横风向风荷载；在垂直方向上，有升力和扭矩等作用。

这些不同方向的风荷载会共同影响高层建筑的振动特性。

三、高层建筑风致振动的理论分析方法1. 基于空气动力学理论的分析方法- 势流理论- 势流理论是一种经典的空气动力学理论。

它假设空气是无粘性、不可压缩的理想流体，通过求解拉普拉斯方程来描述流场。

在高层建筑风致振动分析中，势流理论可以用来计算建筑物表面的风压分布。

例如，对于简单的建筑物外形，可以通过势流理论得到较为准确的风压系数。

- 然而，势流理论也存在局限性。

它忽略了空气的粘性和湍流效应，对于实际的风环境，尤其是存在复杂湍流的情况，其计算结果可能与实际情况存在较大偏差。

- 湍流理论- 湍流理论是考虑空气湍流特性的理论。

它通过建立湍流模型来描述湍流的统计特性和输运过程。

常用的湍流模型有雷诺平均Navier - Stokes（RANS）模型、大涡模拟（LES）模型等。

矩形建筑双幕墙结构风压脉动的非高斯性及峰值因子

矩形建筑双幕墙结构风压脉动的非高斯性及峰值因子
张敏;楼文娟
【期刊名称】《四川大学学报（工程科学版）》
【年(卷),期】2009(041)005
【摘要】借助刚性模型风洞动态同步测压试验,对矩形建筑双幕墙的内幕墙和外幕墙的脉动风压的非高斯统计特性进行了研究.根据测点风压时程及其概率密度分布,并基于测点风压的第三、四阶矩统计量对风压的非高斯特性进行描述,结合峰值因子的取值,给出划分高斯和非高斯区域的标准,在此基础上对矩形建筑双幕墙的内幕墙和外幕墙进行了分区.分析表明:矩形建筑双幕墙的风压脉动为非高斯性的区域主要为内幕墙的拐角分离流区域,而外幕墙由于内外压平衡的原因,其拐角区域的风压脉动特征则基本符合高斯性,在幕墙结构设计时,应提高非高斯区域的风压峰值因子的取值.
【总页数】7页(P75-81)
【作者】张敏;楼文娟
【作者单位】浙江大学结构工程研究所,浙江杭州,310027;桂林理工大学土木与建筑工程学院,广西桂林,541004;浙江大学结构工程研究所,浙江杭州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TU312.1;TU973.213;V211.74
【相关文献】
1.高层建筑脉动风压的非高斯峰值因子方法 [J], 林巍;楼文娟;申屠团兵;黄铭枫
2.非高斯风压时程的矩模型变换与峰值因子计算公式 [J], 李波;田玉基;杨庆山
3.复杂曲面屋盖脉动风压的非高斯特性及峰值因子研究 [J], 杨雄伟;周强;李明水;王沛源
4.两类建筑实测非高斯风压峰值因子对比分析 [J], 车兴哲;张维炎;袁俊
5.非高斯风压峰值因子估计:基于矩的转换过程法的对比研究 [J], 林强;刘敏;杨庆山;吴凤波;黄国庆
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于实测风压时程的屋盖结构脉动风特性分析

１８
浙
江
建
筑
２１００年
第２７卷
浙江建筑，２第７卷，８期，００年８月第２１
Ｚｅｉｎｏｓｒｃｉｎ，Ｖ１２ｈｊｇＣｎｔｔａｕｏｏ．７，Ｎｏ８，Ａｕ．００．ｇ２１
基于实测风压时程的屋盖结构脉动风特性分析
Ｐｕｓｎｈａｔｒｔａｌｓｓｏｏｆｓｒｃｕｅｂｓｄｌｅｗｉｄｃａｒｃｅｉｉａｎｙｉｆｒｏｔｕｔｒａｅｓｃ
收稿日期：００—０２１３—１７
测点的脉动风压数据作出了自功率谱（Ｓ密度分ＰＤ）
析，选取几个点绘制自功率谱曲线图，中横坐标并图
作者简介：艳红（９１）男，南岳阳人，汤１７一，湖工程师，事房地产开发工作。从
因。自谱特性和空间相干性是映脉动风特性的两个重要参数，然目前关于脉动风速谱和空间相虽干函数有多种经验公式可参考，大跨度屋盖结构但
的脉动风及湍流的产生机理很复杂，此传统的脉因
动风速谱和相干函数经验公式是否有效值得重新审
摘
要：动风特性是结构风致振动分析的重要参数。利用一个大跨度屋盖结构风洞试验的实际风压测试数据，脉对其测点风
压的频谱特性进行了分析。对该工程典型测点的风压自功率谱进行了计算，进行了谱密度函数的拟合，拟合的谱密度函数与并将

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

ａｓｉｅｉｅｍａｒＡａｔｈｎｐｅｓｔｅａｎａｏｈｒａｈ及其概率密度函数图给出了高层建筑风压脉动非高斯特性Ｇｕｓｎｒｇｏｓｒｊ．ｓｔｅｅｔｃｍｅｔａｐｎ，ｈ
ｎｇｔｖｋｗｎｓｌｉｃｅｓｎ１ｈｕｔｓｓｗｉｅｒａｅｅａｉｅｓｅｅｓｗｉｎｒａｅａ（ｔｅｋｒｏｉ１ｌｄｃｅｓ１ｉｈｅｔｃｍｅｔｚｎｓａｅｕｔｎｎＧａｓｉｎｚｎｓｎｔｅｒａｔｈｎｏｅ，ｓａｒｓｌ，ｏ — ｕｓａｏｅａ
布．如果仍按照高斯分布的假定来计算围护结构表面的风压将会得到偏低的结果，对围护结构是不这安全的．目前，仅有较少的研究涉及高层建筑风压的非高斯特性．ｅｅｋ等ｕ指出来流直接撞击到结构Ｐｔｒａ］
Ｊ１０２ｕ．２１
文章编号：２３３４２１）７０７ —６０５ —７Ｘ（０２０ —９１０
方形高层建筑风压脉动非高斯特性：分析
韩宁，顾明
（同济大学土木工程防灾国家重点实验室，海２０９）上００２
和非高斯分布并不总是正确，ｏＥ实在高层建筑Ｌｕ证
ＡｂｔａｔＴｈｎｎＧａｓｉｎｅｔｒｓｆｌｃｕｔｇｓｒｃ：ｅｏ — ｕｓａｆａｕｅｏｆｕｔａｉｗｉｄｎｎ
ｗｉｈｓｐｒｔｄａｄｗａｅｆｗｓｈｅａｉｅｓｅｅｓｃｖｒｔｅａａｅｎｋｌｏ，ｔｅｎｇｔｋｗｎｓｏｅｓｖ
ｔｅｗｈｌａｅａｄｔｅｋｒｏｉｅａｉｅｙｌｒｅＯｔｅｎｎｈｏｅｆｃｎｈｕｔｓｓｉｒｌｔｌｇ，Ｓｈｏ — Ｓｖａ
ＦｕｔａｉｇｌｃｕｔＷｉｄｒｓｕｅｎｑａｅａｌｎｎＰｅｓｒｏＳｕｒＴｌ
Ｂｕｌｉｇｉｄｎｓ
ＨＡＮＮ／ｇ，ＧＵＭｉｇｉｒｎ
（ｔｔｙＬａｏａｏｙｏｓｓｅｄｔｏｉＣｉｉＳａｅＫｅｂｒｔｒｆＤｉａｔｒＲｅｕｃｉｎｎｖｌＥｎｉｅｒｎｇｎｅｉｇ，
第４Ｏ卷第７期２１０２年７月
同济大学学报（然科学版）自
ＪＵｄＡＦＴＮＪＵＩＥＳＴ（ＡＵＡＣＥＣ）ＯＰＬＯＯＧＩＮＶＲＩＹＮＴＲＬＳＩＮ方形高层建筑；偏度；峰度；非高斯特性；风向角
中图分类号：Ｕ９３．Ｔ７＋２
ＡｎｌｓｓｏＮｏ－ｕｓｉｎＦｅｔｒｓｏ分离区内实测得到的压力脉动就是典型的非高斯分ａｙｉｎｎＧａｓａａｕｅｆ
在风工程实际应用中通常假设结构表面风压服从正态分布，据此得到结构的没计风荷载．而，并然风压并非全部如此．于高层建筑，对在其表面来流的
文献标识码：大量的风洞试验还有现场实测证明结构表面的实际Ａ
表面，迎风面表现为广义正平均风压，他３个面在其
ＴｎｊＵｉｅｓｔ，Ｓａｇａ２０９，Ｃｉａｏｇｉｎｖｒｉｙｈｎｈｉ００２ｈｎ）
表现为负的平均风压，介于两者之间的测点所占而据的百分比很小，文的试验数据也验证了这一结本论．但是Ｐｔｒａ通过上述平均风压来区分高斯ｅｅｋ等Ｉ
摘要：通过风洞刚性模型动态测压试验对单体方形高层建筑脉动风压非高斯特性进行了研究．首先依据测点偏度和峰度的描述方式，然后分析了高层方形建筑脉动风压非高斯特性，最后给出了不同风向角下的非高斯区域．结果表明，向风
角对结构非高斯特性的影响较大，于直接受来流风作用的对
立面，其会同时出现正偏和负偏，而峰度值也相对较小，主其要以高斯区域为主，而受分离流和尾流综合作用的立面，该面均为负偏且峰度值相对较大，其主要以非高斯区域为主，当出现流体再附时，相应区域的负偏值会增大而峰度值则减
小，致非高斯区域过渡到高斯区域．导
ｔａｓｔｎｔａｓｉｎｚｎｓｒｎｊｏｏＧｕｓａｏｅ．ｉ
Ｋｅｒｓｔｌｓｕｒｕｌｉｇｓｅｅｓｋｒｏｉ；ｎｎｙｗｏｄ：ａｌｑａｅｂｉｎ；ｋｗｎｓ；ｕｔｓｓｄｏ— Ｇａｓｉｎ；ｗｉｄａｇｅｕｓａｎｎｌ