山地風場中高層建筑風致振動研究.pdf

1、由于山體的干擾作用，山地風場具有與平地風場截然不同的特征，如果仍采用平地風場計算方法計算山地高層建筑風致響應，勢必會造成較大誤差。因此必須從山地風場的基本特性入手，結合高層建筑在復雜風場中的風荷載，才能得到其振動特性。本文通過風洞試驗手段，分別系統(tǒng)的研究了各種典型山地風場特性和高層建筑風荷載特性，由此提出了山地風場中高層建筑風致振動和等效風荷載計算方法，主要開展了以下幾個方面的工作：
　　 ①通過剛性山體模型風洞試驗，建立山地風

2、場中平均和脈動風速加速比數學模型。研究單個山體時，各種山體坡度、高度、來流平均風速等參數影響下，山地各位置平均和脈動風速特性；討論來流方向有多個山體時，受擾山體各位置平均和脈動風速特性隨遮擋距離、遮擋山體坡度、遮擋山體高度、連續(xù)山體個數等因素變化。根據試驗結果建立山地風場計算模型，可分別計算單個山體坡度、高度、遮擋山體距離、坡度、高度和數量等各種參數改變時，山體各位置、各高度的平均和脈動風速。通過算例說明，計算模型與試驗數據吻合較好。<

3、br>　　 ②通過高層建筑剛性模型風洞試驗，建立山地風場中高層建筑風荷載幅值特性和頻域特性數學模型。在風洞中建立了不同湍流度水平的風場，用以模擬山地風場中復雜的湍流度變化。進行各種高寬比和寬厚比矩形和圓形截面高層建筑剛性模型測壓試驗，通過改變來流平均風速和湍流度，討論不同高度順風向、橫風向和扭轉方向風荷載平均值和均方根值、功率譜密度和橫-扭相干函數等特性。根據試驗結果建立矩形和圓形截面高層建筑順風向、橫風向和扭轉方向風荷載系數平均值和

4、均方根值計算模型、功率譜模型和橫-扭相干函數模型，通過算例說明計算模型與試驗結果基本保持一致，能較真實反應各種復雜山地條件下的高層建筑風荷載特性。
　　 ③分析山體參數對高層建筑風致響應譜的影響。根據山地風場平均、脈動風速模型和高層建筑的幅值和頻域風荷載模型，在頻域上計算山地風場中高層建筑層風荷載功率譜；對于順風向采用來流脈動風速相干函數，橫風向采用渦旋脫落相干函數，得到廣義風荷載譜；根據隨機振動理論計算高層建筑風致響應譜。通過