基于同步測壓技術,在同濟大學tj-2建筑風洞中進行了單體矩形高層建筑的阻塞效應試驗研究。對阻塞度為4.1%、6.1%、8.4%、10.1%的剛性建筑模型在低湍流均勻風場中進行了測壓試驗,對結果進行了對比分析。主要研究了阻塞效應對模型表面平均風壓特性的影響。試驗結果表明:在均勻流中,阻塞效應對模型迎風面平均風壓系數的影響較小,除靠近角部測點外,影響幅度不足5%;阻塞效應使模型側面、背風面和頂面平均風壓系數降低較為顯著,但平均風壓系數分布規律沒有明顯變化。此外,基于風洞試驗結果提出了均勻流中矩形高層建筑平均風壓的阻塞效應修正公式。

目前超高層建筑結構風振分析常采用的是規范的簡化理論方法和基于風洞試驗方法頻域方法,隨著結構體型的復雜化或周邊建筑對風場有明顯干擾時,進行結構風振時程分析是更為簡單直接有效的方法。本文通過編程實現生成風洞試驗中風荷載時程數據并導入有限元分析軟件進行結構的時程分析,獲得整體結構位移、內力以及加速度時程等重要數據,為規范方法不適用的超高層建筑結構風振響應分析及舒適度評估提供了可行的方法。

某鋼管混凝土框架混凝土核心筒超高層建筑,結構對風荷載十分敏感,風環境較為復雜。通過風洞試驗研究了凹角矩形超高層建筑的風荷載特性;針對順風荷載、橫向風荷載以及扭轉風荷載,對比了基于風洞數據和規范公式得到的結構反應,明確本工程規范公式的適用性;分析了采用風洞數據應用于結構設計的荷載組合,同時利用風洞試驗數據進行風振時程分析,得到結構的舒適度評價,并與公式結果進行對比,為結構設計提供依據。

某鋼管混凝土框架混凝土核心筒超高層建筑,結構對風荷載十分敏感,風環境較為復雜.通過風洞試驗研究了凹角矩形超高層建筑的風荷載特性;針對順風荷載、橫向風荷載以及扭轉風荷載,對比了基于風洞數據和規范公式得到的結構反應,明確本工程規范公式的適用性;分析了采用風洞數據應用于結構設計的荷載組合,同時利用風洞試驗數據進行風振時程分析,得到結構的舒適度評價,并與公式結果進行對比,為結構設計提供依據.

風荷載是高層建筑的主要側向荷載之一,鑒于越來越多的國外工程設計的要求,了解并掌握國際常用規范中風荷載的計算分析相關規定非常重要。結合超高層混合結構科威特中央銀行總部大樓,對美國規范風荷載的相關規定及本工程的風洞試驗進行介紹和研究,對類似工程的風荷載分析有一定的參考作用。

依據某超高層建筑,著重介紹了風洞試驗的方法,描述了在考慮有、無環境建筑影響下,該高層建筑一些典型的表面風壓特性以及一些測點風壓隨風向角的變化規律。結果表明:迎風面中上部風壓系數較大,接近1.0;底部部分風壓系數達到1.0;側風面和背風面風壓系數大多為負值,特別是靠近角落處由于渦旋脫落,其值可達到-2。環境建筑對該高層建筑表面風壓的影響較大,特別在建筑中下部。為其進行結構設計提出一些參考。

本文設計制作了一外形，剛度，質量參數在一定范圍內可調的通用超高層建筑多自由度氣動彈性模，對其進行了一系列的風洞試驗，并詳細研究了風向，等因素對超高層建筑風致振動的影響，得到一和些具參考價值的結果，可供我國有關規范修訂時參考。

將吸氣流動控制技術應用在超高層建筑中,用以減小其風荷載和抗風性能是一項新興的課題,然而現有的研究成果還停留在理論基礎階段,將此方法應用在實際工程中尚需試驗的驗證。為此文中設計了一套吸氣控制系統,用以完成上部吸氣控制下超高層建筑剛性模型的測壓風洞試驗,對今后開展此項研究工作的結構設計人員具有指導和借鑒作用。

在大氣邊界層風洞中模擬了b、c、d三類地貌的風場,對矩形和方形模型進行了風洞試驗,分析了不同風場下矩形和方形模型的風壓分布、順風向脈動風壓功率譜和風壓空間相關性。結果表明：b、c、d三類風場下,平均風壓系數逐步減小,脈動風壓系數逐步增大,順風向脈動風壓功率譜峰值對應頻率基本一致;順風向脈動風壓功率譜分布特征隨高度變化不大;風壓水平和豎向相關性隨距離增加而減小;湍流度的增大使得迎風面水平和豎向風壓相關性增大。

為了研究超高層建筑不同風洞試驗方式結果的差異及原因,對某347m超高層建筑進行了剛性測壓模型、強迫振動模型和多自由度氣彈模型風洞試驗,并將三種試驗結果進行分析.對比了剛性測壓模型與氣彈模型的風致位移響應,分析氣動阻尼比對位移響應的影響;同時對比了強迫振動模型與多自由度氣彈模型在湍流場及均勻流場中氣彈參數的差異.結果表明:剛性測壓模型風洞試驗在氣彈效應不顯著的情況下較為可靠而方便;當氣彈效應較顯著時,多自由度氣彈模型的風洞試驗結果更為真實;在均勻流場中,結構發生共振時,強迫振動模型的風洞試驗結果有一定的參考價值,但在湍流場中,特別是不發生共振時,試驗結果與實際情況存在較大差異.高層建筑強迫振動模型振動形式的不精確性會導致試驗結果的失真,將強迫振動模型應用到實際高層建筑抗風時,其振動形式還有待改進.

分析了某高層建筑的多通道同步測壓風洞試驗。利用隨機振動理論計算了結構等效靜力風荷載,分析了風荷載隨風向的變化關系,計算了結構頂部峰值加速度響應,對居住者舒適度進行了評價。

高層建筑橫風向風振響應和等效靜風荷載備受風工程和結構工程領域的關注。橫風向風荷載產生機理復雜,一般認為主要來源于紊流、尾流及旋渦脫落和氣動阻尼。橫風向風振主要是旋渦脫落下的渦激振動,各國規范大都規定圓柱體橫風向渦激振動是確定性振動,非圓截面要依據風洞試驗確定。該文綜合眾多試驗研究,提出了在準定常理論不適用情況下的隨機振動分析方法,建立了超高層建筑的橫風向等效靜風荷載的計算模型。引入橫風力譜,考慮氣動阻尼,對某矩形截面建筑進行了等效靜風荷載分析,并對相關參數進行了分析。分析結果表明,按隨機振動理論建立計算模型是可行的,當計算橫風向風振響應時,應適當考慮正氣動阻尼的影響,使計算結果更具真實性。

風洞試驗是確定超高層建筑風荷載的主要方法之一。本文介紹了風洞試驗的基本情況,包括風洞試驗對大氣邊界層的模擬、風洞試驗的分類、等效靜力風荷載的計算過程等。著重于風洞試驗過程中設計單位如何與風洞試驗單位配合，風洞試驗配合過程中的注意事項以及如何解讀和運用風洞試驗報告。最后，以某工程為例介紹了風洞試驗配合具體過程以及風洞試驗報告的應用。通過該風洞試驗補充了規范關于該體型高層建筑風荷載的取值，同時也驗證了此類雙塔建筑的風荷載相互干擾，不可忽視。

風洞試驗是確定超高層建筑風荷載的主要方法之一。本文介紹了風洞試驗的基本情況,包括風洞試驗對大氣邊界層的模擬、風洞試驗的分類、等效靜力風荷載的計算過程等。著重于風洞試驗過程中設計單位如何與風洞試驗單位配合,風洞試驗配合過程中的注意事項以及如何解讀和運用風洞試驗報告。最后,以某工程為例介紹了風洞試驗配合具體過程以及風洞試驗報告的應用。通過該風洞試驗補充了規范關于該體型高層建筑風荷載的取值,同時也驗證了此類雙塔建筑的風荷載相互干擾,不可忽視。

為了研究山地風場中超高層建筑的風荷載和風振響應特性,必須了解復雜湍流變化對建筑風荷載的影響。在風洞中模擬了4種湍流度,通過3個不同高寬比圓形截面超高層建筑模型,考察了來流湍流度、建筑高寬比、層高度等因素對順風向和橫風向風荷載功率譜影響規律。針對2個方向風荷載功率譜的特點分別采用不同荷載譜模型進行了參數擬合,再以湍流度、建筑高寬比為基本變量對荷載譜模型參數進行二次擬合,初步建立了復雜山地圓形截面超高層建筑風荷載功率譜的數學模型。最后給出一個實例,通過具體山地風速和湍流度剖面,根據提出的建筑風荷載功率譜數學模型,比較了山地和平地圓形截面超高層建筑的風振響應。

為研究超高層建筑風致內壓的干擾效應,在不同干擾工況下對一典型開洞超高層建筑進行了內壓風洞試驗.分析了不同截面寬度、不同高度施擾建筑干擾下的平均與峰值內壓干擾因子的分布規律,并通過功率譜分析,研究了有、無干擾建筑時脈動內壓的能量分布.結果表明:有、無干擾下的超高層建筑風致內壓近似服從高斯分布;串列布置時,隨著施擾建筑與受擾建筑的截面寬度比的增大,內壓干擾因子逐漸減小;在并列布置且側面開洞時,平均與峰值內壓均呈放大效應,且干擾因子隨著寬度比的增大而隨之增加,峰值內壓干擾因子最大值為1.33,此時若并列間距較小時,旋渦脫落共振峰值消失,但helmhohz共振峰值能量會被大幅提高;當串列布置且施擾建筑高度與開洞所在高度相近時,側面開洞受擾建筑的峰值內壓始終被放大,峰值內壓干擾因子最大值為1.12.

以中華城商業社區高層建筑群為工程背景,采用rngk-ε湍流模型模擬了建筑群中超高層建筑的表面平均風壓分布及周圍風環境,計算了與風洞試驗等雷諾數及增大來流風速和模型尺寸提高雷諾數后的兩類雷諾數工況,并同風洞試驗結果進行了對比。結果表明,在等雷諾數情況下,風洞試驗和數值模擬得到的超高層建筑表面風壓分布較為一致,數值差別在15%以內;數值模擬與試驗雷諾數相差25倍的工況中,當多數建筑主軸向與來流風速成一定角度時,超高層建筑的風壓分布及周圍流場的數值模擬結果與試驗較一致;當多數建筑主軸向與來流風速平行時,尾流中旋渦分布的數值模擬結果與試驗差異明顯,但平均風壓分布的數值模擬與試驗結果略顯差別。

矩形截面慣性矩及抗彎截面系數： 圓形環形截面抗彎模量及慣性矩公式： 抗扭截面系數：

基于單體高層建筑模型的尾流面積法,提出了適用于群體高層建筑模型風洞試驗阻塞效應的修正方法.給出了群體建筑的流場模式和基本假定,推導了修正公式,將尾流面積法的適用范圍推廣到同時布置兩個或多個建筑的阻塞效應的修正.利用均勻流中典型周邊布置方案的等高雙建筑和等高三建筑的風洞試驗結果進行參數擬合,并在不同工況下驗證了修正方法.該方法可在較高精度范圍內滿足工程項目的需要.

用縮尺比為1:300的剛性模型對巨型高層開洞建筑進行了風洞測壓試驗,研究了c類場地、16個來流風向條件下,模型各表面(包括洞口內部)的風壓分布特性等,并確定了結構總體風荷載及最不利風向角.結果表明:洞口的設置減小了建筑物所受的總體平均風荷載,但并非洞口越大減小風荷載越多.在建筑物上部開洞,對減小基礎所受彎矩非常有利,而在中上部開洞則對減小總體平均風荷載更為有效,并且當風向與開洞方向平行時基礎所受的總平均風荷載最小.風荷載沿建筑高度的變化并非按規范中的規律分布,而是中上部大、兩端小.

以220kv角鋼輸電塔為研究對象,設計制作了1∶2.5的大比例剛性節段模型,在均勻湍流場中進行同步測壓風洞試驗,獲得了輸電塔主材、斜材和輔材桿件的風壓分布規律和體型系數沿桿件展長的分布.歸納了風荷載對塔身各桿件的作用特點以及體型系數隨風向角的變化規律.對于角鋼桿件,當角鋼內角迎風時,阻力系數與升力系數均較大,桿件處于雙向受力狀態.對整塔段的體型系數進行了試驗值和國內外規范取值的對比.結果表明:按我國規范取值偏小,試驗值與國外規范取值接近.

建筑結構學報　journalofbuildingstructures第31卷第6期2010年6月vol131no16june2010020 文章編號:100026869(2010)0620171208 山地風場中超高層建筑風荷載幅值特性試驗研究 李正良 1 ,孫　毅 1 ,黃漢杰 2 ,陳朝暉 1 ,魏奇科 1 (1.重慶大學土木工程學院,重慶400045;2.中國空氣動力研究與發展中心,四川綿陽621000) 摘要:針對山地風場中超高層建筑風荷載特點,在114m×114m風洞中進行了11個不同高寬比、厚寬比矩形截面和圓形截 面超高層建筑表面測壓風洞試驗,分析了阻力系數平均值、均方根值和升力、扭矩系數均方根值受來流風湍流度、建筑高寬 比、厚寬比和層相對高度等因素的影響。結果表明:矩形截面建筑各