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矩形截面超高层建筑群体的风荷载特性

作　者: 梁仁灿
导　师: 谢壮宁
学　校: 汕头大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 超高层建筑体型系数风荷载干扰效应风洞试验同步测压
分类号: TU312.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 55次
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内容摘要

随着经济的发展、科技的进步及城市人口的快速增加,现代城市的发展产生了密集的建筑群。由于相邻建筑物的干扰,受扰高层建筑的风荷载大小及性态与其在孤立状态下相比会有较大的变化。本文以华润新鸿基钱江新城综合项目(一期)为工程背景,采用同步测压技术,在B类地貌下研究了不同宽深比的单体矩形截面超高层建筑的风荷载特性,在宽深比为2:1时,分析了此类结构在受到一个或两个大小相同的周边建筑干扰下的体型系数、平均风荷载和风致动力荷载的变化规律。全文主要内容和结论如下:对单体建筑分析了截面宽深比对平均风压系数、峰值风压系数、体型系数及基底总荷载系数的影响,结果显示宽深比对体型系数影响显著,尤其在宽深比为1.5时,体型系数为1.47,超出规范值10%以上。本文通过回归给出了矩形截面体型系数随宽深比变化的经验公式,为研究结果的应用推广创造了条件。在静力干扰效应方面,研究结果显示:当施扰建筑布置在受扰建筑的上游位置时,一般产生遮挡效应,但并列布置或者在其下游的施扰建筑会使其迎风面正压减小,但同时会更加明显使背风面的负压增大而产生不利的静力放大作用。在控制性的0°风向角,本文试验模型所对应原型在所选定基本风压范围(0.4~0.9kPa)内的结构风致响应主要是由背景响应所控制,各力系数和参考风速无关,结构受扰后描述动力干扰效应的顺风向峰值弯矩干扰因子(IF)也和风速无关,试验结果显示对受扰建筑动力产生放大影响的区域主要仍然是当施扰建筑位于受扰建筑下游时候,同时在斜风向下的位于特定位置的施扰建筑会使受扰建筑峰值基底弯矩会产生较大的变化,甚至超过控制风向角0°下的峰值基底弯矩值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-22
  1.1 风致干扰效应研究的发展  10-16
    1.1.1 风致干扰问题的研究历史  10-12
    1.1.2 主要研究成果  12-16
  1.2 结构风效应的基本概念  16-20
    1.2.1 自然风的基本特征  16-18
    1.2.2 风对结构的作用  18
    1.2.3 基本干扰机理  18-19
    1.2.4 干扰效应的量化方式  19-20
  1.3 本文研究的主要背景  20-21
  1.4 本文主要工作  21-22
第2章相关风洞试验技术及试验工况  22-34
  2.1 主要试验设备  22-24
    2.1.1 风洞  22
    2.1.2 测压系统  22-24
  2.2 边界层流场模拟  24-25
  2.3 刚性模型同步测压方法  25-31
    2.3.1 高层建筑表面风压系数  25-27
    2.3.2 利用表面积分确定测点层体型系数  27-28
    2.3.3 结构响应的计算  28-31
  2.4 试验模型及工况设置  31-33
    2.4.1 试验模型  31-32
    2.4.2 试验工况  32-33
  2.5 本章小结  33-34
第3章单体高层建筑风荷载特性研究  34-48
  3.1 风压系数分布特征  34-38
    3.1.1 平均风压系数  34-37
    3.1.2 风压系数的总体统计特性  37-38
  3.2 体型系数分布  38-41
    3.2.1 风向角的影响  38-39
    3.2.2 截面宽深比的影响  39-40
    3.2.3 与规范取值的比较  40-41
  3.3 基底风致总荷载  41-47
    3.3.1 系数的定义  41-42
    3.3.2 基底平均荷载  42-44
    3.3.3 基底峰值荷载  44-47
  3.4 本章小结  47-48
第4章静力干扰效应  48-60
  4.1 基底平均剪力干扰因子  48-52
    4.1.1 0°、180°风向角  48-50
    4.1.2 30°、150°风向角  50-52
  4.2 基底平均扭矩干扰因子  52-54
    4.2.1 0 °风向角  52-53
    4.2.2 30 °及150°风向角  53-54
  4.3 典型干扰位置的平均风压分布特征  54-57
  4.4 受扰后建筑体型系数的变化规律  57-58
    4.4.1 x 方向体型系数干扰因子  57
    4.4.2 最大干扰位置的体型系数  57-58
  4.5 本章小结  58-60
第5章动力干扰效应  60-65
  5.1 0°、180°风向角  60-62
    5.1.1 双建筑试验结果  60-61
    5.1.2 三建筑试验结果  61-62
  5.2 30°、150°风向角  62-63
    5.2.1 双建筑试验结果  62
    5.2.2 三建筑试验结果  62-63
  5.3 典型干扰位置的峰值基底弯矩  63-64
  5.4 本章小结  64-65
第6章结论与展望  65-68
  6.1 主要结论  65-67
  6.2 不足之处及未来工作的展望  67-68
参考文献  68-71
致谢  71

矩形截面超高层建筑群体的风荷载特性

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