考慮流固耦合作用的高層建筑風致干擾效應(yīng)分析.pdf

1、高層建筑的抗風在結(jié)構(gòu)領(lǐng)域是一個老生常談的課題了，但寸土寸金，高樓林立的時代發(fā)展讓它歷久彌新，高層建筑的風干擾就是其衍生的一個新課題?，F(xiàn)有關(guān)于高層建筑風干擾的研究多采用風洞實驗技術(shù)和剛性模型數(shù)值模擬技術(shù)，因此無法得出風干擾效應(yīng)的氣彈性相關(guān)參數(shù)。我國荷載規(guī)范關(guān)于風干擾只是規(guī)定了體型系數(shù)的放大系數(shù)，并且只考慮了兩個高層建筑截面形狀相同的情況，這對于工程實踐中高層建筑抗風設(shè)計來說是遠遠不夠的，關(guān)于風干擾的相關(guān)規(guī)范總體比較匱乏。
　　本文基

2、于CAARC高層標準模型，考慮兩個高層建筑之間的風致干擾效應(yīng)，通過流固耦合(FSI)數(shù)值模擬進行了分析，主要改變了高層模型之間的并列間距、串列間距、施擾模型的高度、施擾模型的寬度等參數(shù)，主要結(jié)論如下:
　　(1)對于單體CAARC高層模型，LES湍流模型對于高層建筑的模擬具有相當高的精度，在風致流固耦合作用下，CAARC高層模型頂點峰值位移較大，大幅的變形會影響到流場風壓的分布，所以進行高層建筑的風干擾分析應(yīng)考慮FSI作用。

3、>　　(2)兩個高層模型串列布置時，受擾模型迎風面承受負壓，其余風攻面風壓系數(shù)(Cp)有所減小，建議當兩者距離大于12Dx(順風向?qū)挾?時，可以不考慮風干擾對于風壓系數(shù)的影響;大于24Dx時，可不考慮風振系數(shù)的放大效應(yīng)，在建筑規(guī)劃時，盡量避開高層建筑間距為4Dx的情況。
　　(3)兩個高層模型并列布置時，會出現(xiàn)峽谷風效應(yīng)，在距離較近時，風速可以提高10％。并列布置時，受擾高層模型的風壓系數(shù)、頂部節(jié)點位移都被放大，但風振系數(shù)(β)無

4、顯著變化。即串列布置時，受擾高層模型動力響應(yīng)放大，并列布置時，受擾模型靜力響應(yīng)放大。
　　(4)上游施擾高層模型高度的變化時，施擾模型高度(Hr)小于受擾模型高度(H)時，對于流場的干擾較小，施擾模型高度大于受擾模型高度時，對于流場的干擾較大，隨著高度增加，流場無顯著變化。對于施擾模型高度小于受擾模型高度一半的情況，可忽略干擾作用，當施擾模型高度大于受擾模型高度時，體型系數(shù)負風壓干擾因子可取2.0，風振系數(shù)干擾因子取2.0。上游施

5、擾高層模型寬度(Br)的變化時，施擾模型寬度變化對于受擾模型的風壓系數(shù)無顯著影響，但對于受擾模型風振系數(shù)影響較大，即使在施擾高層模型寬度為受擾高層模型寬度一半時，雖然結(jié)構(gòu)頂部沒有產(chǎn)生較大的峰值位移，但風振系數(shù)干擾因子仍可以達到1.7以上。
　　(5)對于具體工程進行的FSI數(shù)值模擬，數(shù)值模擬結(jié)果與風洞實驗數(shù)據(jù)相比，對于基底剪力和彎矩精確度較高，而基底扭矩的誤差值較大，需要在湍流模型中找到進一步的改進方法以提高模擬精度。有周邊副樓干