近地边界层台风观测及湍流特征参数分析

通过近海岸测风塔获取了台风达维(0518)、珍珠(0601)、派比安(0606)登陆过程中10m高度三维脉动风速数据,对近地10m高度平均风特性和湍流特性进行了分析和研究。基于台风观测结果,分析了不同来流方向和地貌状况下,风剖面指数值、摩擦速度、湍流度和阵风因子等湍流参数及其相关性。分析结果表明: 摩擦速度与平均风速呈正相关,摩擦速度随平均风速增大而增大;风剖面指数值随平均风速增大而减小;各方向湍流度随平均风速增大而减小;阵风因子与湍流度呈线性关系。通过拟合实测湍流参数相关性,提出了10m标准高度台风湍流度、阵风因子的计算式,可为台风多发区域低矮房屋的抗风设计提供参考.     

基于神经网络技术的复杂框架结构节点损伤的两步诊断法

大量研究表明,对于发生损伤的大型复杂结构,采用常规的一步方法进行损伤诊断将是十分困难,甚至是不可能的。因此,本文对多层及高层复杂框架结构节点损伤,提出了基于神经网络技术的两步诊断方法,此方法先将结构划分为n个子区域,将损伤引起的结构前n阶模态频率变化比与损伤区域的关系输入概率神经网络,建立系统,进行损伤子区域判定;然后将结构损伤子区域内第二阶杆端应变模态变化量与节点损伤位置和损伤程度的关系输入径向基神经网络,建立系统,进行损伤位置和损伤程度具体诊断。数值仿真分析结果表明,此方法可对多层及高层框架结构的地震节点损伤做出成功诊断,且具有较好的抗干扰能力。     

高层建筑和高耸结构抗震概念设计

本文简要介绍高层建筑和高耸结构抗震设计的复杂性、抗震设计的几个重要概念、强震中不倒塌结构的概念分析以及控制结构的概念。     

风荷载作用下高层和高耸结构动力可靠性的简化计算方法

本文研究风荷载作用下高层和高耸结构动力可靠性的简化计算方法。包括风荷载的统计,动力反应及动力可靠性的简化计算和工程实例的分析。文中列有图表,使结构风振反应分析及动力可靠性计算大为简化,而且易于为工程技术人员掌握。     

考虑阻尼影响时结构自由振动的计算方法

本文讨论计及阻尼影响时多自由度和无限自由度结构体系自由振动的计算方法,导出了一整套计算公式和一些有意义的结论。     

超高层建筑上实施风力发电可行性研究

珠江城商务写字楼高309.6m,在大楼中上部建造4个风洞(吸风口)并安装有4个风能发电机进行风能发电。通过大比例尺(1∶150)模型的风洞试验,研究吸风口内风速放大效应;利用全尺寸CFD数值模拟评估在3年重现期风速下风机运行及气流流经吸风口引起的噪声影响;通过CFD数值模拟获得来流为40m/s时风机切入绕流的风荷载,建立风机及其上下8个楼层范围内的结构有限元模型,并将CFD数值模拟获得的风荷载作为输入荷载评估了风机运行时对其连接的上下两个楼层振动的影响。研究结果表明:①建筑外形及吸风口的喇叭口形状对气流具有明显的加速作用;②受到周边建筑的干扰作用,出现明显的"峡谷风效应",有周边工况下吸风口的风速放大效应出现在2号吸风口(tunnel-2);③在绝大多数情况下,4个吸风口均能达到风机运行时所需的风速要求,风力发电基本能够正常运行;④在3年重现期风速下,风机运行及气流流经吸风口产生的噪声小于50分贝,满足城市2类地区的噪声限制要求;⑤在吸风口处的来流风速为40m/s情况下,风机运行产生的振动较小,满足高层建筑对结构振动舒适度的要求;⑥在超高层建筑上实施风力发电是可行的,乃利用可再生能源的一种创新策略。     

开洞高层建筑风能利用效能的试验研究

对开洞高层建筑模型进行风速测试的风洞试验,采用风速比来衡量开洞高层建筑的风能利用效能,根据试验结果分析一些因素对风速比的影响,研究洞口中心处风速的湍流度。结果表明:洞口对风速的放大效果存在额定风速比;单洞口情况下,上洞口最大风速比为1.28~1.35,下洞口最大风速比为1.31~1.39;风向角较小时,洞口中心处的湍流度比来流湍流度小,有利于风机稳定地进行风能发电,风向角较大时,洞口中心处的湍流度迅速增大。最后结合工程实例给出提高风能利用效能的途径。     

圆角化方形截面高层建筑风荷载特性试验

对圆角率为25%的正方形高层建筑刚性模型进行了测压试验,并对其风荷载特性进行了研究;分析了三分力系数和基底力矩系数随风向角的变化规律,给出了阻力系数平均值、根方差值和升力系数根方差值拟合结果;分析了最不利风向角下的风荷载功率谱,并采用经验公式进行拟合;分析了体型系数并与规范中正方形体型系数进行了对比。结果表明:对正方形建筑角部进行圆角化处理能明显降低建筑风荷载,且消除了功率谱曲线谱峰尖而窄的单峰现象,从本质上改变风荷载特性,有利于主体结构的抗风设计;角部区域负压较大,对幕墙抗风设计不利。     

矩形截面高层建筑扭转向脉动风荷载数学模型

在边界层风洞中完成了一系列矩形截面高层建筑刚性模型的同步测压试验,研究了根方差扭矩系数和基底扭矩功率谱的基本特性。结果表明,层根方差扭矩系数沿高度呈抛物线分布,基底根方差扭矩系数随厚宽比的增大而增大。厚宽比小于1时,基底扭矩功率谱有一个明显的窄带谱峰;厚宽比大于1时,出现两个谱峰,随着厚宽比的增大,两个谱峰逐渐靠近。以厚宽比为自变量,拟合得到了根方差扭矩系数和基底扭矩功率谱的计算公式。