高层建筑风效应及风振控制分析

(完整版)高层建筑在风荷载作用下的相关研究

高层建筑在强风作用下由于脉动风的影响将产生振动，这种振动有可能使在高层建筑内生活或工作的人在心理上产生不舒适的感觉,从而影响建筑物的正常使用”由于风是一种经常性的荷载作用,因此有必要将风引起的高层建筑的振动限制在人体舒适的感觉范围之内”重现期的选择也最大风速样本的取法影响着平均风速的数值”如果以口最大风速为样本,则一年有365个样本，平时低风速的口子的风速值占有很大的权，而最大风速那一天的风速只占1/365的权,因而最大风速重要性大大降低了，统计出的平均风速必将大大偏低"如果采用月最大风速,则每年最大风速在整个数列中也只占1/12的权,也降低了最大风速所起的重要性，所得结果也是偏低的"对十工程结构应该能承受一年中任何口子的极大风速,因此取年最大风速为样本”最大风速有它的自然周期，每年季节性地重复一次,因而采用年最大风速作为一个样本,较为合适”世界各国基本上是取年最大风速作为统计样本的”平均风的时距平均风速的数值与时距的取值有很大的关系”如果时距取得很短,例如3秒钟,则必定将记录中最大值附近的较大数据都突出反映在计算中,较低风速在平均风速中的作用难以得到反映，因而平均风速值很高”如果取得很长,例如1天，则必定将1天中大量的小风平均进去,较高风速在该长时距中起不到显著作用,其值一般偏低”一般来说,时距愈短,平均风速愈大，时距愈长，平均风速也就愈小"风速记录表明,阵风的卓越周期约为1min，通常认为10min(约10个周期)至1小时（约60个周期,由于阵风有较长的持续性,衰减较慢)其平均值基本上是一个稳定值,因而我国规范规定以10分钟作为取值标准”一般我们所研究的对象不会出现异常风的气候,称为良态气候"对十这种气候,我们可以认为年最大风速的每一个数据都对极值的概率特性起作用,因此，世界上许多国家把年最大风速作为概率统计的样本,由重现期和风速的概率分布获得该地区的设计最大风速，或者称为基本风速"我国规定基本风速采用极值I型概率分布函数进行统计分析"对于多层建筑和高层建筑的风致响应问题，连续体系，采用随机振动理论进行分析。

超高层建筑结构风效应的关键技术研究及其应用

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

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高层建筑顶部幕墙结构的风振控制研究

收稿日期： (##$Q"" Q#& 基金项目：国家自然科学基金重大国际合作项目（ ’#’(#"&#(-$）作者简介：涂建维（ "-)’ % ），男，副教授，武汉人，主要研究道路桥梁与结构工程。
<= 顶部幕墙结构的风效应
<> <= 风荷载的模拟 ! ! 平均风荷载可用如下公式计算 ( 0 ! 1 !2 ( # （"）其中 ( # 为基本风压， ! 1 为体型系数。由此可产生作用在主楼迎风面各楼层处及顶部幕墙结构迎风面桁架各节点处的平均风力。根据高耸结构的风致振动理论可知，高层建筑迎风面沿竖向各楼层处作用的脉动风力是一组具有零均值的高斯平稳随机过程向量。它具有如下的功率谱密度函数矩阵［ 3｛4｝（ "）］ 0［ 3 4 ］ 3 （ "） 5 （(）其中 3 （为规格化的 S9J4GP:;< 谱，［34 ］为 . T. 5 "）阶常量矩阵（ . 为结构楼层总数），它的第 $ 行第 6 列的元素为 3 4$ 6 0 # $ 6 4 $ 4 6 （&）式中 # $ 6 0 4UP 7 8 2 $ 7 2 6 8 为脉动风力的竖向相 $# ! ! ! ( 干函； 4 $ 0 5 $ 1$ 2$ # !-$ 。 !
!"#"$%&’ () *()+%(,,-). +’" /-)0 1-2%$+-() (3 4$,, 56-,0-). 4(7 *6%+$-) /$,,
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高层建筑结构设计中的风荷载

高层建筑结构设计中的风荷载随着现在建筑美学的发展和使用功能的要求，现代建筑结构朝着高层和大跨度的方向发展。

因此在结构设计中风荷载越来越重要，有时至起决定性的作用。

该文主要阐述作用在结构上的风压、风力和风振系数、高层建筑结构风振系数和风振响应的精确方法，并介绍了高层建筑的风振控制的多种方法。

目前世界上正在经历着史无前例的高层、超高层建筑建设高峰。

芝加哥西尔斯大厦（Sears tower）曾以443m的高度稳坐世界最高建筑物宝座26年。

而现在世界上，拟建、在建和已建的400m以上的结构有37栋，尤以正在建造且已超过700m的迪拜大厦（Burj Dubai）为首。

发达国家甚至提出了千米高度量级的“空中城市”的概念。

随着结构高度的增加和高强材料的使用，低阻尼、高柔结构的风振响应更加显著，使得强风作用下的结构风荷载成为结构安全性和舒适性设计的控制荷载。

从Davenport最早将随机概念和方法引入建筑结构的抗风研究30多年以来，在建筑结构的顺风向荷载及响应的研究方面，已逐渐形成比较完善的计算理论和方法，主要成果也反映在多数国家的建筑结构荷载规范中。

风的特征及风压风是空气相对于地面的运动。

由于太阳对地球上大气加热和温度上升的不均匀性，从而在地球相同高度的两点之间产生压力差，这样使不同压力差的地区产生了趋于平衡的空气流动，便形成了风。

大量的统计资料表明，近地风的平均风速随着高度的升高而增大，同时对应于不同的地面粗糙度具有不同的变化规律。

通常可采用风速剖面来描述平均风。

平均风剖面是微气象学研究风速变化的一种方法。

目前，气象学家认为用对数律表示大气底层强风风速廓线比较理想，其表达式为式中——大气底层内高度处的平均风速；——摩擦速度或流动剪切速度；K——卡曼（Karman）常数，k 0.40；——地面粗糙长度（m）；——有效高度（m）：=，其中z——离地高度（m）；——零平均位移（m）。

风压是建筑结构设计中的基本设计依据之一，其取值的大小对高层（高耸）和大跨度结构的安全性、适用性、耐久性及是否经济有密切的关系.基本风压系以当地比较空旷平坦地面上离地比较离地10m 高统计所得的50年一遇10min平均最大风速、按确定的风压。

高层建筑的风振效应与结构设计

高层建筑的风振效应与结构设计随着城市化的进程不断加快，高层建筑在我们的生活中占据了重要的地位。

然而，随之而来的一个问题就是高层建筑面临的风振效应。

高层建筑的结构设计需要考虑如何减小风振效应，保证建筑的安全性和稳定性。

一、风振效应的原理高层建筑受到风的作用会引起其产生共振，形成特定频率的振动，这就是风振效应。

当耐风设计不符合要求或者建筑结构强度不足时，风振效应会对建筑的结构产生严重影响，甚至造成倒塌。

二、风洞试验的重要性为了减小风振效应，高层建筑的结构设计通常需要进行风洞试验。

风洞试验通过模拟真实的气流条件，评估建筑在不同风速下的响应，从而找到合适的结构设计方案。

通过风洞试验，可以改善高层建筑的结构，提高其抗风性能。

三、主动控制防风技术除了通过结构设计来减小风振效应之外，主动控制防风技术也是一种有效的方法。

通过在建筑中设置主动控制装置，可以根据实时的风速和建筑的振动情况，调节建筑的阻尼力和刚度，从而减小风振效应的影响。

四、减小风振效应的其他措施除了风洞试验和主动控制装置之外，还有其他一些措施可以帮助减小风振效应。

例如，在建筑外部增加防风挡板、设置减震装置等。

这些措施都是为了增加建筑的稳定性，让人们能够安心居住和工作在高层建筑中。

五、从设计到施工的全过程管理要有效减小风振效应，需要从设计到施工的全过程管理。

在设计阶段，需要充分考虑建筑的抗风能力，并根据具体情况选择合适的结构设计方案。

在施工过程中，需要严格执行设计要求，确保结构的质量和稳定性。

六、结构设计与可持续发展高层建筑的结构设计不仅仅是为了减小风振效应，同时也需要考虑可持续发展的要求。

例如，结构设计可以采用节能材料，提高建筑的能源利用效率。

同时，结构设计还可以考虑生态环境的保护，减少对自然资源的消耗。

七、结语高层建筑的风振效应是一个复杂而重要的问题，涉及到结构设计、风洞试验、主动控制防风技术等多个领域。

通过综合运用这些方法和技术，我们可以有效减小风振效应的影响，保证高层建筑的安全性和稳定性。

高层建筑结构设计合理性控制

高层建筑结构设计合理性控制高层建筑是城市的地标，也是城市发展的重要标志和动力。

高楼大厦作为城市建设中的重要组成部分，其结构设计合理性的控制显得尤为重要。

在建筑结构设计过程中，合理性控制是保障建筑安全、耐久性和经济性的重要保证。

本文将围绕高层建筑结构设计合理性控制展开讨论，从结构设计原则、设计参数控制、风振效应分析等方面深入探讨，以期为高层建筑结构设计提供一些参考。

一、结构设计原则高层建筑的结构设计原则包括稳定性、耐久性、经济性三个方面。

首先是稳定性，这是高层建筑结构设计的首要原则。

稳定性设计应保证建筑在重力荷载和弯矩荷载作用下不发生倾覆、滑动或破坏。

其次是耐久性，也就是要求高层建筑的结构在使用寿命内能够保持稳定、不断强度和刚度。

最后是经济性，高层建筑的结构设计应该在满足稳定和耐久性要求的前提下，尽可能地减少材料和成本的使用。

二、设计参数控制在高层建筑结构设计中，设计参数的控制是非常重要的。

设计参数控制涉及到结构体系选择、荷载分布、材料选择等多个方面。

首先是结构体系选择，不同的结构体系会对建筑的稳定性、刚度和变形都产生不同的影响。

在选择结构体系时，需要综合考虑建筑的功能要求、耐震要求以及经济性，以得出最合适的结构体系。

其次是荷载分布，各种荷载的分布是设计参数控制的重点之一。

合理的荷载分布能够减小结构受力不均造成的变形，提高结构的稳定性和耐久性。

最后是材料选择，高层建筑结构设计中的材料选择应该充分考虑材料的力学性能、抗震性能和经济性，以求在满足结构要求的前提下，尽可能地减少材料的使用。

三、风振效应分析在高层建筑结构设计中，风振效应是一个不可忽视的因素。

风振效应是指风在建筑物表面产生气动力作用，导致建筑产生振动和应力的现象。

这种振动会对建筑的稳定性和耐久性产生影响，因此需要进行相应的风振效应分析。

风振效应分析主要包括风荷载计算和结构响应分析两个方面。

风荷载计算是指通过气象学和流体力学理论计算出建筑在风速、风向和大气密度等条件下所受到的风荷载大小和分布情况。

高层建筑的风振控制研究

高层建筑的风振控制研究摘要：高层建筑在风振作用下可能产生显著的振动，引起居住者或使用人员的不舒适感，降低生活质量或生产效率，因此结构抗风设计还必须满足舒适度的要求。

文中分析了高层建筑的外部风环境、内部风环，以及风振控制中的被动控制、主动控制和混合控制系统，这一研究对于高层建筑安全设计具有一定意义。

关键词：风振控制；建筑风环境；控制系统0 引言高层建筑和高耸结构正向着日益增高和高强轻质的方向发展，使得结构的刚度和阻尼不断下降，直接影响了高层建筑和高耸结构的正常使用。

建筑在风振作用下可能产生显著的振动，引起居住者或使用人员的不舒适感，降低生活质量或生产效率，因此结构抗风设计还必须满足舒适度的要求。

本文基于人员不舒适感分析了高层建筑风振控制，这一研究对于高层建筑安全设计具有一定意义。

1 高层建筑的风环境1.1 外部风环境根据高层建筑物的外形，相互布局情况及风的相对方向，有可能测得的建筑物外部环境的不舒适参数Ψ值，在风振舒适感控制中都是基于下述效应为基础。

（1）压力连通效应：当风垂直吹向错开排列的高层建筑物时，若建筑物间的距离小于建筑物的高度，则有部分压力较高的风流向背面压力较低的区域，形成街道风，在街道上形成不舒适区域。

（2）间隙效应：如图2所示，当风吹过突然变窄的剖面时（如底层拱廊），在该处形成不舒适区域。

图2 间隙效应（3）拐角效应：如图3所示，当风垂直吹向建筑物时，在拐角处由于迎面风的正压与背面风的负压连通形成一个不舒适的拐角区域；有时，当两幢并排建筑物的间距L≤2d（d为建筑物沿风向的长度）时，两幢间也形成不舒适区域。

图3 拐角效应（4）尾流效应：如图4所示，在高层建筑物尾流区里，自气流分离点的下游处，形成不舒适的涡流区。

图4 尾流效应（5）下洗涡流效应：如图5所示，当风吹向高层建筑物时，自驻点向下冲向地面形成涡流。

图5下洗涡流效应2.2内部风环境高层建筑的内部风环境是指，由于风荷载的作用，高层建筑受到脉动风影响而发生振动现象，这种振动会给生活或者工作在高层建筑内部人带来不舒适感，对高层建筑物的正常使用造成影响。

结构动力学中的风振问题分析

结构动力学中的风振问题分析结构动力学是研究结构在外界力作用下的振动行为的学科，而风振问题则是结构动力学中一个重要的研究方向。

本文将从风振问题的背景和原因、影响因素和评估方法等方面进行详细分析和讨论。

一、背景和原因在风振问题中，结构物在大风环境下会受到风力的作用，引起结构的振动。

风振问题主要存在于高层建筑、长跨度桥梁、烟囱、塔楼等高耸结构中。

这种振动既可能是结构自身的自由振动，也可能是受到风力激励后的强迫振动。

风振问题的产生原因可以归结为以下几点：1. 气象因素：大风引起的气动力是产生风振问题的主要原因之一。

气象因素包括风速、风向、风向变化频率等。

2. 结构刚度：结构刚度的大小将直接影响结构的振动特性，而刚度小的结构更容易受到风力的激励而发生振动。

3. 结构阻尼：结构的阻尼越小，振动越容易发生和持续。

因此，结构的阻尼对于风振问题的研究具有重要意义。

4. 结构质量：结构质量的大小也将影响结构的振动特性，质量越大，振动频率越低，风振问题相对较小。

二、影响因素风振问题的复杂性决定了其受到多个因素的共同影响。

主要的影响因素包括：1. 风速和风向：风速和风向是产生风振问题的主要因素，其中风速对结构振动的影响最为显著。

2. 结构特性：结构的刚度、质量和阻尼等特性将直接影响结构的振动响应。

3. 结构形状和几何尺寸：结构的形状和几何尺寸影响着结构对风力的反应，尤其是在流体作用下的层流和湍流区域。

4. 地面效应：结构与地面之间的交互作用对风振问题也具有重要影响。

三、评估方法针对风振问题，需要进行定量的评估和分析，以寻找有效的风振控制措施。

常用的评估方法包括：1. 数值模拟：通过数值模拟方法，可以模拟结构在大风作用下的振动响应。

常用的数值方法包括有限元法、计算流体力学方法等。

2. 风洞试验：风洞试验可以模拟真实的风场环境，并通过模型的测试来评估结构的振动响应。

风洞试验是评估风振问题最为直观和准确的方法之一。

3. 实测方法：通过实际的结构振动监测数据，可以对结构的风振问题进行评估和分析。

高层建筑的风振效应与结构设计

高层建筑的风振效应与结构设计随着城市化进程的加速，高层建筑成为现代城市的标志之一。

然而，高层建筑在风力的作用下容易产生风振效应，这对建筑的结构安全性提出了挑战。

因此，高层建筑的结构设计需要充分考虑风振效应的影响，以确保建筑的稳定性和安全性。

风振效应是指由于风力对建筑所产生的振动效应。

当风力穿过高层建筑的结构体系时，会导致建筑物发生振动，这种振动可能会对建筑的结构产生一定的影响。

风振效应主要体现在两个方面：一是平面振动，即建筑在水平方向上产生的振动；二是立面振动，即建筑在垂直方向上产生的振动。

这两种振动都可能对建筑的稳定性和安全性产生影响，因此在结构设计中需要予以重视。

高层建筑的风振问题首先需要从建筑物的形状与几何特征入手。

建筑物的形状对风力的作用有很大的影响，尤其是在高层建筑中尤为明显。

对于高层建筑来说，形状越复杂、不规则，风力作用产生的非定常问题就越复杂，从而增加了风振问题的发生概率。

因此，在高层建筑的结构设计中，应尽量简化形状，避免出现过于复杂的几何特征，以减小风力对建筑的作用。

另外，高层建筑的结构材料与连接方式也是影响风振效应的重要因素。

在结构设计中，应选择适合高层建筑的材料，如钢材、混凝土等，以提高建筑的稳定性和抗风振能力。

此外，合理选择建筑的连接方式也能有效减小风振效应。

例如，在高层建筑的结构设计中，可以采用刚性钢结构连接的方式，以提高建筑的抗风振能力。

另一个影响高层建筑风振效应的因素是建筑物周围环境的影响。

建筑周围的环境，如附近的其他建筑、树木等，会引起风场的变化，进而影响风力的作用。

因此，在高层建筑的结构设计中，需要充分考虑建筑周围环境的影响，并采取相应的措施来减小风振效应的影响。

例如，在建筑物的周围可以种植一些低矮的树木，以减小风力的作用。

同时，高层建筑的结构设计还需要考虑风振效应对人体的影响。

风振效应会对建筑内的人体产生不利影响，如引起晕眩、不适等症状。

因此，在高层建筑的结构设计中，还需要充分考虑人体的舒适性。

浅谈风对建筑的破坏作用

浅谈风对建筑的破坏作用近年来，随着经济的发展,人们对建筑物的各方面提出了更高的要求。

其中风对建筑的影响是不可忽略，尤其在大型建筑，如桥梁等大跨度结构。

也由此建立了结构抗风的研究.风对构筑物的作用从自然风所包含的成分看包括平均风作用和脉动风作用,从结构的响应来看包括静态响应和风致振动响应。

平均风既可引起结构的静态响应，又可引起结构的横风向振动响应。

脉动风引起的响应则包括了结构的准静态响应、顺风向和横风向的随机振动响应。

当这些响应的综合结果超过了结构的承受能力时，结构将发生破坏。

本文从高层建筑和桥梁两方面简单介绍风对建筑的破坏作用。

一风对高层建筑的影响风荷载是衡控制高层建筑结构刚度和强度的重要荷载之一.由于高层建筑广泛使用全钢架结构和大面积玻璃幕墙，使得结构的柔性增加，阻尼变小,结构的自振周期与长的风速周期较远.所以风对高层建筑的影响很大。

在建筑物的迎风面产生压力（气体流动产生的阻力） , 包括静压力和动压力；在横风向产生横风向干扰力 ( 气体流动产生的升力 ); 空气流经建筑物后产生的涡流干扰力 (包括背风向的吸力） .这些风荷载随着风的速度、风的方向、风本身的结构及作用的建筑物的体型、面积、高度、作用的位置和时间不停地变化, 而建筑物在风荷载作用下产生的运动反过来又会影响风场的分布状况, 这种相互作用使风荷载更加复杂。

一般来说, 风对建筑物的作用有以下特点: （ 1) 风对建筑物的作用力包含静力部分和动力部分, 且分布不均匀, 随作用的位置不同而变化； ( 2) 风对建筑物的作用与建筑物的几何外形有直接关系, 主要指建筑物的体型和截面的几何外形；（ 3) 风对建筑物的作用受建筑物周围的环境影响较大。

周围环境的不同会对风场的分布影响很大； ( 4）与地震相比较, 风力作用持续时间较长，有时甚至几个小时, 同时作用也频繁。

对于建筑结构来说, 其风效应包括: 结构的平均风静力反应、脉动风振反应、旋涡干扰风振反应及结构的自激振动反应。

高层建筑风振监测

高层建筑风振监测在现代城市的天际线中，高层建筑如林立的巨人般拔地而起。

然而，这些高耸入云的建筑在面对风的力量时，并非坚如磐石。

风振现象，就像是隐藏在风中的“敌人”，可能对高层建筑的结构安全和使用舒适性构成威胁。

为了保障高层建筑的安全稳定，风振监测成为了一项至关重要的工作。

风振，简单来说，就是风对高层建筑产生的振动效应。

当强风来袭，高层建筑会受到风的冲击和绕流作用，从而产生各种振动。

这些振动可能表现为水平方向的晃动、扭转振动，甚至是竖向的振动。

如果风振过于强烈，可能会导致建筑结构的疲劳损伤、构件连接的松动、甚至是整体结构的破坏。

同时，过大的振动也会让居住或工作在其中的人们感到不适，影响正常的生活和工作。

那么，如何进行高层建筑的风振监测呢？这可不是一件简单的事情，需要一系列先进的技术和设备的支持。

首先，监测系统的核心是传感器。

常见的传感器包括加速度传感器、位移传感器和风速风向传感器等。

加速度传感器可以测量建筑在不同方向上的振动加速度，通过对加速度数据的积分和处理，可以得到振动的速度和位移信息。

位移传感器则直接测量建筑结构的位移变化，能够更直观地反映建筑的变形情况。

风速风向传感器则用于获取风的相关信息，帮助分析风振的原因和规律。

这些传感器通常会被安装在建筑的关键部位，比如顶部、中部和底部等。

安装位置的选择需要经过精心的设计和计算，以确保能够准确捕捉到建筑的振动特征。

而且，传感器的安装必须牢固可靠，避免在监测过程中出现松动或失效的情况。

传感器采集到的数据需要通过数据采集设备进行收集和传输。

这些数据采集设备通常具有高精度、高采样率和大容量存储的特点，能够在恶劣的环境下稳定工作。

采集到的数据会通过有线或无线的方式传输到数据处理中心。

在数据处理中心，接收到的数据会经过一系列的处理和分析。

这包括数据的滤波、去噪、特征提取和模式识别等。

通过这些处理，可以去除掉无用的噪声和干扰信息，提取出反映风振特性的关键数据。

然后，利用专业的分析软件和算法，对风振数据进行深入的分析和评估。

高耸结构风效应通用分析方法

某些专业性规范或地区性规范的ａ取值，而文献［］４中列出
的Ａ、、、地貌的ａ值只是本文的特例。上海市于ＢｃＤ４类
质量均比较大，风压对建筑物的作用后果和不利影响需要经
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高层建筑风效应及风振控制分析

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

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

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

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

如果高层建筑群之间的布局不合理，会为业主带来极大的不便。

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

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

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

行列式错列式周边式拟定风向为正北和正西北两种，风速5m/s。

按人在1.8米位置进行计算。

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

其涡流形式，除错列式中间位置出现涡流外，其他二种不出现或很少出现。

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

结构设计知识：高层建筑的风振效应分析

结构设计知识：高层建筑的风振效应分析近年来，随着城市化进程的加速推进，高层建筑越来越多地出现在我们的生活中。

然而，高层建筑不仅需要考虑到其美观和功能性，还需要针对其特定的风振效应进行结构设计，确保其安全性和稳定性。

因此，本文将从高层建筑风振效应的分析入手，介绍其相关的知识点和设计方法。

一、高层建筑风振效应的定义和影响因素高层建筑风振效应是指当风吹过高层建筑时，其所造成的风压引起结构产生振动的现象。

这种振动会对高层建筑的稳定性和安全性产生重要影响。

高层建筑风振效应受到多种因素影响，主要包括以下几个方面：1.风力因素：风力大小和方向决定了风压的大小和方向，从而影响结构的振动。

2.结构自身因素：包括结构的刚度、质量、阻尼等，这些因素决定了结构的天然振动特性。

3.建筑形态因素：包括建筑高度、横截面形状、表面粗糙度等，这些因素会影响结构受到风力时所受到的风压分布。

二、高层建筑风振效应的表现形式高层建筑风振效应的表现形式有很多种。

常见的表现形式主要包括以下几点：1.结构整体振动：这种振动在整个结构内部传递，可能导致结构的疲劳损伤等现象。

2.局部振动：这种振动通常出现在结构的特定部位，比如建筑的角部或突出部位。

3.振动共振：当风振频率和结构的天然频率相等时，振动加剧，可能导致结构的破坏，因此共振频率的控制是风振效应设计中一个很重要的问题。

三、高层建筑风振效应的分析方法高层建筑风振效应的分析可以采用多种方法，根据实际情况选择适合的方法进行分析。

1.解析法：采用解析法可以对高层建筑进行简化的理论分析，计算得出其振动模态及频率等参数，有助于确定结构的共振频率，同时也是验证其他方法的有效性和正确性。

2.数值模拟法：采用数值模拟法可以对于高层建筑受风压及其所产生的振动进行复杂的数值计算和模拟，有助于得到更加准确的结果。

3.风洞试验法：采用风洞试验法可以真实地模拟出高层建筑在风力作用下的振动情况，通过实验数据分析和结构变形测试，确定结构的抗风性能，是一种经济和实用的方法。

某高层建筑（100米以下）横风向风振探讨

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

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

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

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

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

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

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

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

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

【金新阳】新荷载规范中超高层建筑的横风向及扭转风振解析

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

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

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

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

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

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

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

《高耸板式塔的风振响应分析》范文

《高耸板式塔的风振响应分析》篇一一、引言高耸板式塔是建筑工程中常见的结构类型，如通讯塔、输电塔以及广播电视塔等。

随着塔的高度增加，其风荷载成为设计和维护时需要考虑的关键因素之一。

风振响应是风荷载作用下的结构动力响应，因此，对高耸板式塔的风振响应分析具有重要意义。

本文旨在深入分析高耸板式塔在风荷载作用下的动力响应，并提出有效的分析和优化设计方法。

二、高耸板式塔的特点与重要性高耸板式塔通常具有高宽比大、刚度较低、且容易受到外界风力作用的特点。

这些特点使得在设计和施工中必须充分考虑风荷载的影响。

此外，随着科技的发展，高耸板式塔在通讯、电力、广播电视等领域的应用越来越广泛，因此对其风振响应的分析显得尤为重要。

三、风振响应的基本理论风振响应是指结构在风荷载作用下的动力响应，包括结构在风荷载作用下的振动、变形等。

其基本理论包括结构动力学理论、风荷载理论以及流固耦合理论等。

在分析高耸板式塔的风振响应时，需要综合考虑这些理论。

四、高耸板式塔的风振响应分析方法（一）现场实测法现场实测法是通过在真实环境中对高耸板式塔进行实测，获取其风振响应数据的方法。

该方法能够直接反映结构的实际响应，但需要投入大量的人力、物力和时间。

（二）数值模拟法数值模拟法是通过建立高耸板式塔的有限元模型，利用计算机进行数值模拟分析的方法。

该方法可以快速、准确地得到结构的响应数据，且成本较低。

本文将重点介绍数值模拟法在高耸板式塔风振响应分析中的应用。

五、数值模拟法在高耸板式塔风振响应分析中的应用（一）建立有限元模型首先，根据高耸板式塔的实际结构尺寸和材料属性，建立其有限元模型。

在建模过程中，需要充分考虑结构的几何非线性和材料非线性等因素。

（二）风荷载的模拟风荷载的模拟是数值模拟法的关键步骤。

通常采用风场模拟和风荷载计算的方法来获取结构表面的风压分布和风荷载大小。

其中，风场模拟可以通过计算流体动力学软件进行，而风荷载计算则可以根据规范或实验数据得到。

高层结构抗风与抗震设计

（2－2）
图2－1结构上的风力
阻力系数
横向力系数（水平向结构也称升力系数）
扭矩系数
B 结构的参数尺度，常取截面垂直于流动方向的最大尺度（m）
三种类型的振动
顺风向弯剪振动或弯扭耦合振动
横风向风力下涡流脱落振动
空气动力失稳（驰振、颤振）
当无偏心风力矩时，在顺力向风力作用下，结构将产生顺风向的振动，对高层结构来说，一般可为弯曲型（剪力墙），也有剪切型（框架），当为框剪结构时，可为弯剪型。
BRI: 33 ( 花旗银行大厦 ) BRI:56 BRI: 63
抗剪：理想的抗剪体系是一片无洞口的板块或墙体 SRI=100 SRI=62.5 与杆件的长度、截面、高度有关 SRI=31.3 SRI,BRI的概念设计及应用 wind design, seismic design.
解得上两式得到：
01
02
我国规范修订稿将地貌分成A，B，C，D四类
A类指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区。取，；
B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的中小城镇和大城市郊区为标准地貌。取，；
三、平均风速的时距
房屋建筑类统一取10m为标准高度
一、标准高度的规定
取年最大风速为统计样本，即每年以一最大风速记录值为一个样本
四、最大风速的样本
设重现期为年，则为超过设计最大风速的概率，因为不超过该设计最大风速的概率或保证率应为：
五、最大风速的重现期
式中m(z)、c(z)、I(z)、p(z)均沿高度上的质量、阻尼系数、惯性和水平风力 f(t)为时间函数，最大值为1，而w（x，z）为坐标（x，z）处的单位面积上的风力
（1）
设用振型分解法求解，位移按振型展开为：

高楼风分析及防治建议

(一)单一高层建筑的局地风1、高大建筑附近的涡流成因分析高层建筑物周围的风环境状况是由靠近地面的流动风（简称近地风）所决定的，近地风的形态结构如湍流度、旋涡尺寸等以相当复杂的形式依赖于建筑物的尺度、外形、建筑物之间相对位置以及周围的地形地貌等，不同时间、不同空间的风速、风向是不同的。

可见，空气绕过建筑物的流动是一个非常复杂的流体运动现象，其流动特征具有明显的紊乱性、随机性，对行人的舒适程度的影响也不尽相同。

风作用在建筑物上产生风压差。

当风吹到建筑物上时，在迎风面上由于空气流动受阻，速度降低，风的部分动能变为静压，使建筑物迎风面上的压力大于大气压，在迎风面上形成正压区。

在建筑物的背风面、屋顶和两侧，由于在气流曲绕过程中形成空气稀薄现象，因此该处压力将小于大气压，形成负压区，形成涡流。

Snap4.jpg2、高大建筑高风速区分布高大建筑林立会产生“峡谷”效应，带来变幻莫测的“高楼风”。

气流分布与建筑物形状有关。

高层建筑如建筑呈横长形时风速最大区为建筑上方，当建筑呈细高状时，风速最大区为建筑两侧，项目的裙楼建筑为横长形,情况属于前者，塔楼建筑为细长形，情况属于后者。

Snap5.jpg(二)建筑群的局地风实际上，某一单体高层建筑物孤立存在的情况是很少的，更常见的是多栋相邻高层建筑物构成的建筑群。

对于高层建筑群，由于各单体建筑之间的相互干扰，使得组成群体的各个建筑的空气动力特征与单个孤立建筑相比有较大的区别，其周围的风环境状况也更加复杂。

影响高层建筑群风环境的主要因素为①建筑群空间密度及布局；②建筑物周围环境相对高度；③风向、风速；④建筑物的尺度、相对高度；⑤局域的地形、地貌等。

对于多个相邻高层建筑物，当间距足够大时，它们之间没有相互作用，相当于多个单体的情形；而当间距很小时，整体上只相当于一个单体建筑；只有当相邻建筑物之间存在一定的距离并相互作用时，其风场状况才不同于单体建筑。

高层建筑群风环境较差的区域为建筑物拐角处和巷道内。