外附网架对高层建筑主体结构风荷载的影响

基于刚性模型的高频天平测力风洞试验,对一外附网架的超高层建筑的基底弯矩和扭矩特性进行了分析,详细讨论了复杂的周边建筑环境和外附网架对近似椭圆形截面目标建筑的整体气动力特性的影响。研究结果表明,复杂周边建筑对目标建筑的气动力均值的影响主要表现为遮挡效应,但在一定条件下可能放大目标建筑所受到的脉动气动力;建筑两侧面绕流区的外附网架所受切向气动力使建筑顺风向气动力均值及脉动值增大,增大的程度与阻挡气流绕流的外附网架面积大小相关;外附网架对建筑表面粗糙度的改变使建筑两侧气流的旋涡脱落强度削弱,导致横风向脉动气动力减小,但对横风向脉动气动力均值没有影响;周期性旋涡脱落引起的外附网架上的脉动风力将部分抵消主体结构上的涡激力脉动导致的结构气动扭矩脉动值,对气动扭矩均值没有明显影响。这些结论为高层建筑的设计提供了参考。

复杂截面高层建筑角对角布置的气动干扰机理研究

基于两栋角对角布置、横截面复杂的实际超高层建筑的刚性模型测压风洞试验数据,分析了综合体型系数以及风压系数分布特性,详细讨论了建筑间的气动干扰机理。研究结果表明,两栋塔楼在气流方向上串列布置时,其间可能产生恒定的旋涡,使得上游建筑背风面和下游建筑迎风面的平均风压都表现为较高的负压,上游建筑的平均风荷载会大大超过单体建筑的情况;两栋塔楼在气流方向上大致并列布置时,建筑两侧可能产生周期性的旋涡脱落,导致横风向响应的均方根值较大。此外,建筑的等效静力风荷载以平均风荷载为主,且建筑的自由振动频率远远大于气动力的卓越频率,脉动风荷载以背景分量为主而共振分量较小,这使得结构刚度的增加无法显著降低建筑的等效静力风荷载。

两栋复杂体型超高层建筑间的气动干扰效应分析

基于两栋相邻很近且横截面复杂的超高层建筑的刚性模型测压风洞试验,分析了建筑的综合体型系数、脉动响应系数和峰值响应系数,详细讨论了两建筑间的气动干扰机理。研究结果表明:两栋塔楼在气流方向上串列布置时,其间可能产生恒定的旋涡,上游建筑的平均风荷载会大大超过单体建筑的情况;两栋塔楼在气流方向上大致并列布置时,建筑两侧可能产生周期性的旋涡脱落,导致横风向响应的均方根值较大。

考虑风向的两栋典型截面超高层建筑主体风荷载研究及规范值比较

基于刚性模型的高频天平测力风洞试验,对外附网架的超高层建筑的基底弯矩和扭矩特性进行了分析,详细讨论了复杂的周边建筑环境对近似方形截面建筑的整体气动力特性的影响。研究结果表明,复杂周边建筑环境对超高层建筑的气动力均值和脉动值影响主要表现为遮挡效应,尤其在两幢建筑物串联、并列时。在考虑风向的前提下,将层间等效静力风荷载及总体基底剪力和弯扭矩的规范值和试验结果进行了比较,可知规范值在一定程度上可以包络试验值,但是经济性不佳。

外附网架对高层建筑立面围护结构风荷载影响研究

基于刚性模型表面压力测量风洞试验,对一外附网架且外形复杂的高层建筑立面上典型测点的最不利风压系数进行研究,分析外附网架和复杂周边环境的影响。试验结果表明,高层建筑立面上的最不利正风压系数在风向近似正对测点时发生,最不利负风压系数通常在来流风向与测点所在面大致平行时发生;外附网架使得建筑绕流的分离点向下游方向移动,这种效应在大曲率曲面或是边缘有尖角的面上作用很微弱,而在小曲率曲面上的作用则很显著;复杂周边环境对目标建筑的遮挡效应十分明显,目标建筑在受干扰时的气动力谱中,分布在高频区段的能量高于未受干扰的情况,这可能导致结构风振响应的共振分量增大。