设置结构缝的矩形高层建筑风荷载及风致响应研究

大长宽比的矩形高层建筑往往需要设置结构缝,设缝后建筑物的风压分布仍由整体建筑外形决定,但各建筑单元的风荷载及风致响应与单一建筑相比会有很大不同。为探究设缝建筑中各单元的风荷载和风振特性,本文以长宽比为3的单一建筑为参照对象,对长宽比分别为6和9、在长边分别设置1道和2道结构缝的矩形高层建筑进行了同步测压风洞试验;分析正交风向下不同建筑单元的三分力系数、功率谱和整体体型系数特性;对不同建筑单元采用同一结构参数计算其风振响应,探讨不同单元的顶层位移和加速度响应随风向角的变化特点,考察正交风向下这些响应的频谱特性。研究结果表明:不同单元的气动力系数和气动力谱差别明显,且短边迎风时的差异大于长边迎风时的差异;考虑全风向角情况,设置结构缝的建筑两侧单元整体体型系数比同等长宽比的单一建筑的小,中间单元整体体型系数与单一建筑的基本相同;两侧单元的顶层平动风振响应比单一建筑的小,扭转风振响应比单一建筑的略大,中间单元的平动和扭转响应都明显比单一建筑的小。因此,设置结构缝的矩形高层建筑不同单元的抗侧力构件应采取差异化布置。

双坡光伏车棚屋面风荷载特性

对屋面倾角20°和30°的双坡光伏车棚进行1∶50缩尺刚性模型测压风洞试验,分析屋面整体体型系数、平均风压系数、极值风压系数和局部块体型系数分布规律,与当前国家规范取值及以往试验值进行比较,结果表明垂直风向为屋面正整体体型系数最不利风向,规范取值大于试验值,斜风向为负整体体型系数最不利风向,规范取值偏于不安全;双坡车棚屋面的测点最大吸力出现在屋脊处,最大风压出现在屋檐位置,屋面倾角增加,极值风吸力增大;《建筑结构荷载规范》GB 50009—2012未给出四面开敞的双坡车棚屋面的局部分块体型系数取值方法,双坡车棚屋面屋脊和屋面中部局部分块体型系数试验值大于规范给出的封闭式双坡屋面局部分块体型系数,屋檐边缘区域的试验值低于封闭式双坡屋面的规范取值。

单坡光伏车棚风洞试验研究

对屋面倾角10°、20°和30°的单坡光伏车棚进行缩尺刚性模型测压风洞试验,研究倾角和有无停车对屋面整体体型系数、平均风压系数、极值风压系数和局部块体型系数的影响规律,与当前国家规范取值进行比较。结果表明,单坡光伏车棚上半区屋面主要承受风吸力作用,下半区屋面主要承受风压作用,最不利整体风荷载试验值比规范取值小20%左右;屋面整体平均风荷载和屋面各分块承受的风荷载随屋面倾角的增大而增加,上屋檐角部分块为最不利风吸力发生位置,下屋檐角部分块为最不利风压发生位置;停车会增大上半区屋面风吸力约10%,减小下半区屋面的最不利风压作用约70%。

不同深宽比矩形平面超高层建筑顺风向风致荷载的试验研究

超高层建筑正朝着更高、更柔的方向发展。结构设计中常常发现较小深宽比的板式超高层建筑起控制性作用的仍是顺风向风荷载(DWL)。针对高度为200 m左右的矩形平面超高层建筑,采用高频底座测力天平技术,在B、C两类风场中对7种深宽比和3种凹角率的超高层建筑的顺风向风致荷载特性进行了风洞试验研究,重点考察了整体体型系数的分布规律,并分析了深宽比、湍流度、凹角率和阻尼比对DWL的影响。结果表明:《建筑结构荷载规范》在一定的深宽比范围内低估了结构的整体体型系数;宽边迎风时的顺风向平均风荷载(DMWL)最大约为窄边迎风时的6.61倍,其对D/B的敏感度显著大于顺风向脉动风荷载(DFWL),且DMWL在较小深宽比时起控制作用;B类地貌下的DMWL最大高出C类地貌66.7%;D/B=3和D/B=4的最优凹角率分别为10%和15%,分别能降低23.76%和19.57%的DMWL;采用2%阻尼比计算得到的最大DFWL比5%阻尼比的计算结果高出35.37%。

钢塔架设计探讨

根据石油天然气工业中排气筒和火炬设计的特点,为了更好、更准确进行塔架设计,介绍了塔架设计中塔架结构几何尺寸和杆件截面的初选方法和经验数据;塔架结构受风荷载整体计算时体型系数的探讨;塔架基础在软土地基或基岩特殊条件下的处理方法。