典型高層建筑風(fēng)荷載及其影響因素的實驗研究.pdf

1、由于現(xiàn)代高層建筑逐步向更高、更輕、更柔、阻尼比更小的方向發(fā)展，其風(fēng)荷載問題日漸突出。高層建筑的風(fēng)荷載效應(yīng)會對結(jié)構(gòu)自身的安全性、舒適性和耐久性等不斷提出新的考驗，進行高層建筑的抗風(fēng)研究具有重要的現(xiàn)實意義。本文基于模型風(fēng)洞實驗，研究了高寬比H/d=3、5、7的圓柱和方柱兩類簡化高層建筑模型的氣動力問題。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)開展了均勻來流條件下兩類典型截面高層建筑的風(fēng)洞試驗，研究了高寬比和雷諾數(shù)對兩類高層建筑氣動力的影響規(guī)律。

2、研究發(fā)現(xiàn)，圓形截面柱體的風(fēng)荷載具有顯著地雷諾數(shù)效應(yīng)，存在亞臨界區(qū)、臨界區(qū)和超臨界區(qū)等幾個典型區(qū)域。正方形截面柱體的氣動特性則與雷諾數(shù)基本無關(guān)。并且有限長圓柱的各高度處并不是同時進入臨界區(qū)的，靠近柱體自由端處最先進入臨界區(qū)，離自由端越遠(yuǎn)，則進入臨界區(qū)越晚。
　　(2)開展了大氣邊界層條件下兩類典型截面高層建筑的風(fēng)洞試驗，研究了大氣邊界層對兩類高層建筑氣動力的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，大氣邊界層的存在會顯著改變圓柱與方柱的氣動特性。對于圓柱

3、，大氣邊界層會使其提前進入臨界區(qū)，時均阻力系數(shù)會減小并將顯著抑制圓柱臨界區(qū)范圍內(nèi)凈升力的產(chǎn)生。當(dāng)大氣邊界層存在時，圓柱各層基本同時進入臨界區(qū)。對于方柱，大氣邊界層會減小其不同高度處的背壓差異，顯著增加其側(cè)面的脈動風(fēng)壓，降低其渦脫頻率。
　　(3)開展了不同表面粗糙度條件下圓形截面高層建筑的風(fēng)洞實驗，研究了表面粗糙度對圓柱氣動力的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，表面粗糙度會使圓柱的邊界層提前由層流分離轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鞣蛛x，進而使圓柱的臨界雷諾數(shù)減小。