7风洞试验

简
介
此外，加拿大的达文波特（ 此外，加拿大的达文波特（Davenport）首次 ） 提出舒适度与房屋顶层加速度关系。 提出舒适度与房屋顶层加速度关系。现在有一些 计算建筑物顶层加速度的经验公式， 计算建筑物顶层加速度的经验公式，但是常常还 需要通过风洞试验确定。 需要通过风洞试验确定。 建筑物的风洞试验要求在风洞中能实现大气 边界层内风的平均风剖面、紊流和自然流动， 边界层内风的平均风剖面、紊流和自然流动，即 能模拟风速随高度的变化， 能模拟风速随高度的变化，大气紊流纵分量与建 筑物长度尺寸应具有相同的相似常数。一般来说， 筑物长度尺寸应具有相同的相似常数。一般来说， 风洞尺寸达到宽为2～ 、高为2～ 、长为5～ 风洞尺寸达到宽为 ～4m、高为 ～3m、长为 ～ 30m时可满足要求。同时，风洞试验必须有专门 时可满足要求。 时可满足要求 同时， 的风洞设备，模型制作也有特殊要求，量测设备 的风洞设备，模型制作也有特殊要求， 和仪器也是专门的。 和仪器也是专门的。
刚性高频力平衡模型
该模型是将一个轻质材料的模型 固定在高频反应的力平衡系统上， 固定在高频反应的力平衡系统上，也 可得到风产生的动力效应， 可得到风产生的动力效应，但是它需 要有可能模拟结构刚度的基座杆及高 频力平衡系统。 频力平衡系统。
李正良团队风洞试验
菜园坝大桥（已完成） 菜园坝大桥（已完成） 朝天门大桥
“珠江帆影”高层建筑群风洞试验 珠江帆影” 珠江帆影
[11]
气动弹性模型
此模型则可更精确的考虑结构的柔度和 自振频率、阻尼的影响， 自振频率、阻尼的影响，因此不仅要求模 拟几何，还要求模拟建筑物的惯性矩、刚 拟几何，还要求模拟建筑物的惯性矩、 度和阻尼特性。对于高宽比大于5的 度和阻尼特性。对于高宽比大于 的、需要 考虑舒适度的高柔建筑采用这种模型更为 合适。但这类模型的设计和制作比较复杂， 合适。但这类模型的设计和制作比较复杂， 风洞试验时间也长， 风洞试验时间也长，有时采用刚性高频力 平衡模型代现行《混凝土高规》规定有下列 情况之一的建筑物， 情况之一的建筑物，宜按风洞试验确定风 荷载： 荷载：
高度大于 高度大于200m； ； 高度大于150m，且平面形状不规则、立面形状 ，且平面形状不规则、 高度大于 复杂，或立面开洞、连体建筑等； 复杂，或立面开洞、连体建筑等； 规范或规程中没有给出风载荷体型系数的建筑物； 规范或规程中没有给出风载荷体型系数的建筑物； 周围地形和环境复杂，邻近有高层建筑时，宜考 周围地形和环境复杂，邻近有高层建筑时， 虑互相干扰的群体效应， 虑互相干扰的群体效应，一般可将单个建筑物的 体型系数乘以相互干扰增大系数， 体型系数乘以相互干扰增大系数，缺乏该系数时 宜通过风洞试验得出。 宜通过风洞试验得出。
模型种类
刚性压力模型 气动弹性模型 刚性高频力平衡模型
刚性压力模型
此模型最常用，建筑模型的比例大约 ： 此模型最常用，建筑模型的比例大约1：300～1： ～ ： 500，一般采用有机玻璃材料，建筑模型本身、周 ，一般采用有机玻璃材料，建筑模型本身、 围建筑物模型、以及地形都应与实物相似， 围建筑物模型、以及地形都应与实物相似，与风洞 流动有明显关系的特征如建筑外形、 流动有明显关系的特征如建筑外形、突出部分都应 在模型中正确模拟。模型上布置大量直径为1.5mm 在模型中正确模拟。模型上布置大量直径为 的测压孔，有时多达500～700个，在孔内安装压 的测压孔，有时多达 ～ 个 力传感器， 力传感器，试验时可量测各部分表面上的局部压力 或吸引，传感器输出电信号， 或吸引，传感器输出电信号，通过采集数据仪器自 动扫描记录并转换为数字信号，有计算机处理数据， 动扫描记录并转换为数字信号，有计算机处理数据， 从而得到结构的平均压力和波动压力的量测值。 从而得到结构的平均压力和波动压力的量测值。风 洞试验一次需持续60s左右，相应时间为 。 左右， 洞试验一次需持续 左右 相应时间为1h。 这种模型是目前在风洞试验中应用最多的模 主要是量测建筑物表面的风压力（吸力）， ），以 型，主要是量测建筑物表面的风压力（吸力），以 确定建筑物的风荷载，用于结构和维护构件的设计。 确定建筑物的风荷载，用于结构和维护构件的设计。
§2－7 风洞试验（wind tunnel test） － ）
简介
[4]
模型种类
[4]
李正良团队所进行的风洞试验
[10]
简
介
风是紊乱的随机现象， 风是紊乱的随机现象，风对建筑物的作用 十分复杂， 十分复杂，规范中关于风荷载值的确定适用于 大多数体型较规则、 大多数体型较规则、高度不太大的单幢高层建 目前还没有有效的预测体型复杂、 筑。目前还没有有效的预测体型复杂、高柔建 筑物风作用的计算方法， 筑物风作用的计算方法，而风洞试验是一种测 量大气边界层内风对建筑物作用大小的有效手 摩天大楼可能造成很强的地面风， 段；摩天大楼可能造成很强的地面风，对行人 和商店有很大的影响； 和商店有很大的影响；当附近还有别的高层建 筑时， 筑时，群体效应对建筑物和建筑物之间的通道 也会造成危害（如图）， ），这些都可以通过风洞 也会造成危害（如图），这些都可以通过风洞 试验得到对设计有用的数据。 试验得到对设计有用的数据。