塔冠对方形超高层建筑顺风向基底弯矩的影响研究

高层建筑顶部塔冠形状多样,其对建筑整体气动力的影响目前尚不明确。为此,利用高频测力天平技术,在大气边界层风场下对19种不同顶部塔冠的方形截面超高层建筑进行了风洞试验,分析塔冠形状对超高层建筑顺风向基底弯矩系数值及顺风向基底弯矩功率谱的影响。讨论坡面变化、顶部开洞、阶梯变化和锥形变化等四大类塔冠形状对结构整体顺风向气动力的影响规律。试验结果表明：将坡面置于迎风侧能够降低顺风向基底弯矩系数值;相同开洞形状和面积时,顶部敞口开洞对降低顺风向基底弯矩平均值的效果优于闭口开洞;斜坡面阶梯塔冠对降低顺风向弯矩系数值的效果优于直坡面阶梯塔冠;上棱椎下棱台的棱椎式塔冠能够大幅减小顺风向基底弯矩系数平均值。塔冠能够改变顺风向基底弯矩功率谱峰值大小,棱锥形塔冠对降低顺风向弯矩功率谱峰值最为明显。     

高层建筑顶部围挡结构风荷载试验研究

由于外观和功能需求,超高层建筑可能会建造比较高的顶部围挡,因其位于结构顶部,不同的顶部围挡高度可能会对高层建筑顶面局部范围的风荷载,以及对围挡本身的风荷载产生影响,而目前尚没有统一的风荷载取值依据。针对此问题,以方形断面超高层建筑为对象,采用刚性模型测压风洞试验方法,研究了建筑顶部无、有建造围挡及围挡高度,对建筑的顶面、外表面局部区域以及顶部围挡风荷载的影响。结果表明,超高层建筑顶部围挡及其高度对建筑顶面风压分布的影响最显著,需要在结构抗风中予以重视。基于风洞试验结果,通过考虑顶部围挡高度影响范围内风压的高斯、非高斯分布,给出了不同高度顶部围挡下的建筑顶面、外表面以及顶部围挡的风荷载取值建议,可为该类结构的抗风设计提供参考。