新疆达坂城风区顺风向脉动风功率谱

为研究新疆乌鲁木齐所处达坂城风区的复杂脉动风环境,基于实测风场风速数据分析并拟合了该风区的顺风向脉动风功率谱。结果表明:以反比例函数拟合山区峡谷地形平均风速与湍流强度的关系误差较小;山区峡谷地形湍流积分尺度分布较离散,但整体随平均风速的增大而增大;考虑地形系数的Kaimal修正谱在含能区和惯性子区间能较好地表征实测谱,在耗能区选用三参数拟合描述实测谱效果良好;选用过渡函数来描述惯性子区间与耗能区接触区域的功率谱,拟合效果较为理想。可见达坂城风区具有特殊顺风向脉动风特性,以修正谱和拟合谱分段构成的函数模型可用于表征该风区顺风向脉动风功率谱。

基于均匀设计的海峡两岸高层建筑顺风向风荷载多因素分析

为明确海峡两岸高层建筑顺风向风荷载的异同,对两岸建筑风荷载标准进行了对标分析,并采用均匀设计方法进行了高层建筑顺风向风荷载多因素分析。研究表明:两岸风荷载标准中基本风速取样方法和极值分布参数取值方法存在明显区别,风压高度变化系数分布和不同重现期的设计风速转换系数大致相同,台湾地区标准给出的湍流强度建议值明显大于内地标准;台湾地区标准分类计算建筑物主体和围护结构的设计风压,内地标准采用统一表达式,两者给出的设计风荷载组合方式区别明显;以基底剪力和基底弯矩作为评价指标,H/(BL)(1/2)(高宽比)、α地面粗糙度指数)、C_(g)(脉动效应系数)、C_(p)(风荷载体型系数)和Iz(湍流强度),对高层建筑顺风向风荷载的影响程度依次减小,H/(BL)(1/2)和α为主要影响因素;随H/(BL)(1/2)的增大,C_(g)对顺风向风荷载的影响逐渐增强,当H/(BL)(1/2)增大到一定程度时,C_(g)成为主导因素。

顺风向风振对结构风荷载的影响

为解决低烈度区一些对风荷载较敏感的结构设计,常常忽略风荷载顺风向风振系数,而这些结构都是由风荷载起控制作用,导致结构设计出现安全隐患.本文以6度区钢筋混凝土排架结构设计为例,对该结构风荷载计算中是否考虑顺风向风振影响对结构的风荷载进行对比分析,阐述了顺风向风振系数对低烈度区房屋及轻钢结构房屋等抗侧刚度较小结构风荷载影响的重要性,以期为结构工程师开展同结构设计工作提供参考.

1000kV双回路特高压输电塔顺风向等效静风荷载研究

基于高频动态天平测力试验,研究了1000kV双回路特高压输电塔的等效静力风荷载。基于准定常理论和不同高度的脉动风荷载无量纲自功率谱相等的假设,得到了塔身不同高度处的风荷载自谱和互谱。分别计算了输电塔风偏角为0°和90°时的等效背景风荷载、等效共振风荷载和总等效静风荷载,给出了不同高度处的阵风效应因子,可为特高压输电塔的风荷载计算提供依据。

任意排列三个高层建筑间顺风向动力干扰效应的试验研究

分析了5种不同高度比的两个任意排列的施扰建筑物对受扰建筑的顺风向动力干扰影响,结果显示两个施扰建筑的协同作用会产生远高于单个施扰建筑的干扰效应。采用人工神经网络、统计方法对不同参数配置的包络干扰因子(EIF)分布进行分析,发现不同高度比配置以及不同地貌类型下的EIF分布存在较为明显的相关特征,并由此得到了可以反映不同参数对EIF分布影响的定量关系,它大大地简化了考虑多参数变化干扰效应研究结果的繁杂程度,使结构受扰后的荷载估计计算更趋于简洁合理。根据对于试验数据的归纳分析结果,初步提出了一些可供规范修改时参考的建议。

方形高层建筑顺风向层风力干扰特性

利用刚性模型测压试验,研究了受扰建筑层风力的干扰特性(所给出的是顺风向层风力干扰特性).研究了施扰建筑在不同位置时,受扰建筑的顺风向层风力沿高度分布情况,以及层风力干扰因子沿高度分布情况,得到了并列和串列工况的平均层风力干扰因子沿高度分布拟合公式.结果表明,随着施扰建筑位置变化,层风力沿高度分布规律会发生变化,干扰因子沿高度分布规律也会发生变化.顺风向平均层风力干扰因子在某些位置达到1.08左右,顺风向脉动层风力干扰因子在某些位置高达1.5以上.

高层建筑顺风向脉动荷载相干性研究

在确定高层建筑顺风向风致响应及等效静力风荷载时,顺风向荷载的竖向相干函数是非常重要的因素之一。目前的大多数研究均是以风速的相干函数来代替风压的相干函数,导致计算结果的误差较大。根据多个高层建筑模型表面测压风洞试验结果,详细分析高层建筑脉动阻力在B、D两类风场中的竖向相干特性,给出顺风向阻力竖向相干函数衰减指数CDz的公式,并与有关文献中提出的Davenport、Shiotani、ECCS等三种风速相干函数的表达公式进行比较,指出阻力相干性要明显大于风速相干性。结合准定常理论,计算一栋实际高层建筑的顺风向风致响应。结果表明:利用给出的阻力竖向相干函数得到的结果与根据风洞试验数据计算的结果相吻合,而其他几种表达公式导致的响应误差则较大,最大可达30%。

矩形高层建筑顺风向脉动风荷载空间相关性

为研究风场类别、结构特征尺寸及竖向间距等因素对矩形高层建筑顺风向脉动风荷载空间相关性的影响,采用矩形刚性模型表面压力同步测量试验,对顺风向脉动风荷载及脉动风速相干函数空间分布特性进行研究,对矩形模型表面脉动风荷载与脉动风速、迎风面与背风面脉动风压的相关性进行对比分析.根据试验结果,对传统脉动风速相干函数模型进行改进,提出了可计及风场类别、结构迎风面宽度及竖向间距等流场和结构参数的矩形建筑顺风向脉动风荷载相干函数表达式.结果表明:顺风向脉动风荷载的相关性要明显强于脉动风,当矩形断面长边迎风时,迎风面脉动风压相关性低于断面整体风荷载的相关性,背风面脉动风压的弱相关性在间距较小时并不能完全忽略,采用传统脉动风速相干函数模型可能导致脉动风荷载取值偏不安全.

估算高层建筑顺风向等效风荷载和响应的简化方法

按通常的方法将高层建筑顺风向风荷载及风致响应分解为平均、背景和共振三部分。在合理简化的基础上提出了形式简单、与响应类型无关的背景和共振等效风荷载和响应的简化计算公式。两个典型数值算例的计算表明,该法精度很高,是一种很好的实用计算方法。

高层钢结构顺风向风振加速度的MTMD控制

根据我国荷载规范并利用虚拟激励法和振型降阶法 ,建立了在风荷载作用下设置MTMD时高层钢结构建筑的加速度传递函数 ,进而导出了设置MTMD时高层钢结构建筑的加速度动力放大系数R明确表达式。MTMD的优化目标是为Min .Min .Max .R。通过最优搜寻可得到MTMD的最优参数及有效性指标。目前的论文通过考虑结构基本周期和离地 10m高的平均风速的不同取值 。

格构式塔架顺风向脉动风荷载空间相关性研究

为了研究格构式塔架顺风向脉动风荷载的空间相关性,选取2段典型的格构式塔架节段模型,采用2个高频测力天平同步测力风洞试验技术,得到了不同水平距离和竖向距离情况下的模型基底剪力和弯矩的风荷载时程.在此基础上,通过数据处理分析,得到了各工况下塔架的顺风向风荷载相干函数.试验结果显示:格构式塔架顺风向风荷载相干函数与频率,水平距离和竖向距离等参数有关;结构顺风向风荷载相干函数与顺风向风速以及高层建筑等结构的风荷载相干函数存在一定差别.最后,采用最小二乘法,拟合得到了格构式塔架顺风向风荷载相干函数经验公式,试验结果与经验公式吻合较好,可为格构式塔架风荷载及风致响应计算提供有用的参考.

格构式塔架顺风向风振响应简化计算

基于格构式塔架顺风向一阶广义荷载谱解析模型,提出了格构式塔架顺风向风振响应简化计算公式,这些简化公式将求格构式塔架顺风向风振响应的复杂积分变为简便的代数运算.分别应用简化公式和随机振动理论的频域积分计算求得了三种典型格构式塔架顶部位移和加速度均方根响应值,将简化公式计算结果与积分计算结果相比较,相对误差都在5%以内.因此,本文提出的简化公式有较高的精度.

高层建筑顺风向动力干扰效应的试验研究

采用高频动态天平技术和气动弹性模型技术对两个形状相同的方形截面高层建筑的顺风向动力干扰效应进行了风洞实验研究 .两种实验方法所得的结果具有良好的一致性 .最后应用人工神经网络方法对试验结果进行了模拟和推广 ,给出了顺风向动力干扰因子的等值线图 。

超临界雷诺数下拉索顺风向自激力特性研究

为获得超临界雷诺数下拉索顺风向振动自激力特性,推导了拉索与顺风向阻尼相关的颤振导数准定常解析值。为保证数值模拟的质量,基于固定拉索CFD计算的网格无关性检查,确定了振动拉索数值模拟的合理参数和气动力系数。开展了雷诺数为5.18×105,折算风速在53~1 050范围内拉索顺风向强迫振动数值模拟和拉索颤振导数P*1识别,研究结果与准定常解析值的良好一致性,说明了方法的合理性,研究表明能采用准定常解析值来确定拉索超高折算风速下的颤振导数P*1。研究同时表明,在超高折算风速和拉索顺风向振动情况下,拉索涡脱力显著主导气动力,拉索振动不改变拉索的漩涡脱落频率,因此拉索自激气动力可忽略,风荷载只需考虑涡脱力。

中俄标准顺风向风载计算比较

为了解俄罗斯标准顺风向风荷载作用的计算方法,介绍了中国规范GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》及俄罗斯标准СНиП2.01.07-85*《负载和作用力》中顺风向荷载作用的计算。对比分析顺风向风载的系数如体型系数、风压高度变化系数、风振系数,并进一步讨论中俄标准间各系数的区别。通过具体算例比较中俄标准风载作用的大小,结果表明对于同一场地无论刚性建筑还是风敏柔性建筑,基于中国标准的基底风载剪力要高于基于俄罗期标准的基底风载剪力,比值均在1.4以上。

横风向与顺风向动态风荷载的风洞试验研究

应用国际通用的CAARC模型进行了多自由度气动弹性模型在模拟风场中响应的试验,分析了结构在不同风速与不同风向角下的顺风向响应与横风向响应变化规律,所得到的结果为高层建筑结构的风振响应理论提供参考。

高耸结构顺风向响应研究

系统总结了高耸结构顺风向响应的国内外研究成果。首先介绍了结构顺风向响应研究发展概况,其次着重介绍了在平均风和脉动风作用下的等截面与变截面高耸结构的顺风向响应的计算公式,最后总结了高耸结构在顺风向风力作用下荷载风振系数和位移风振系数的计算公式。

中日标准顺风向风载对比

为了解日本标准顺风向风荷载作用的计算,对比中日标准顺风向荷载计算的差异,介绍了中国标准GB50009—2012《建筑结构荷载规范》及日本标准AIJ—2005《建筑荷载推荐》顺风向荷载作用计算。对比分析了顺风向风载的系数,如体型系数、风压高度变化系数、风振系数,并进一步讨论中日标准间各系数的区别。通过具体算例比较中日标准风载作用的大小,结果表明对于同一场地,无论刚性建筑还是风敏柔性建筑,基于日本标准的基底风载剪力均要高于基于中国标准的基底风载。

中马标准顺风向风载对比研究

为了解马来西亚标准顺风向风载的计算方法,介绍了中国标准GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》及马来西亚标准MS 1553:2002《建筑结构荷载实践标准》顺风向风载的计算。对比研究了其中顺风向风压系数,如体型系数、风压高度变化系数、风振系数,并进一步讨论了中马标准之间各系数的区别。通过比较中马标准中风载大小的具体算例,表明:对于同一场地的刚性建筑,基于马来西亚标准的风载要高于基于中国标准的风载;对于风敏柔性建筑,从地面起始处马来西亚标准风载高于中国标准风载,随着高度增加,中马标准风载差距在减小,当建筑达到一定高度时,中国标准风载在某个高度可能超过马来西亚标准风载。

中德标准顺风向风载作用对比

为了解德国标准顺风向风载计算方法,介绍了中国标准GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》及德国标准DIN 1055-4:2005《结构设计荷载第4部分:风载》两部标准中顺风向风载计算,比较并研究顺风向风压系数如体型系数、风压高度变化系数、风振系数,并进一步探讨中德标准间各系数的区别。通过具体算例比较基于中德标准风载的大小,结果表明:对于同一场地无论刚性建筑还是柔性风敏建筑,德国标准的风载值均高于中国标准的风载值。