矩形高层建筑气动基底力矩系数研究

为探讨长宽比和来流湍流特性对矩形高层建筑基底力矩系数的影响,对长宽比为1/9～9的矩形高层建筑在4种风场下进行了同步测压风洞试验。将试验结果与以往文献数据进行了比较,分析了建筑长宽比、湍流强度和湍流积分尺度对顺风向基底力矩系数平均值与标准差、横风向和扭转向基底力矩系数标准差的影响。结果表明：当建筑长宽比不大于3时,顺风向基底力矩系数平均值和标准差随长宽比先增大后减小,当长宽比大于3时,该平均值和标准差基本不随长宽比变化;横风向和扭转向基底力矩系数标准差均随长宽比增大单调增大,但前者的增长速度随长宽比增大逐渐减小,而后者的增长速度随长宽比增大仍逐渐增大;对于顺风向基底力矩系数,增大湍流积分尺度会使平均值和标准差增大,而增大湍流强度会使平均值减小,标准差增大;对于横风向和扭转向基底力矩系数标准差,湍流积分尺度和湍流强度的影响随长宽比的不同而不同。基于分析结果,针对不同风场提出了矩形高层建筑顺风向、横风向和扭转向基底力矩系数的拟合公式,可为结构设计和荷载规范修订提供参考。     

矩形高层建筑顺风向脉动风荷载空间相关性

为研究风场类别、结构特征尺寸及竖向间距等因素对矩形高层建筑顺风向脉动风荷载空间相关性的影响,采用矩形刚性模型表面压力同步测量试验,对顺风向脉动风荷载及脉动风速相干函数空间分布特性进行研究,对矩形模型表面脉动风荷载与脉动风速、迎风面与背风面脉动风压的相关性进行对比分析.根据试验结果,对传统脉动风速相干函数模型进行改进,提出了可计及风场类别、结构迎风面宽度及竖向间距等流场和结构参数的矩形建筑顺风向脉动风荷载相干函数表达式.结果表明:顺风向脉动风荷载的相关性要明显强于脉动风,当矩形断面长边迎风时,迎风面脉动风压相关性低于断面整体风荷载的相关性,背风面脉动风压的弱相关性在间距较小时并不能完全忽略,采用传统脉动风速相干函数模型可能导致脉动风荷载取值偏不安全.     

高层建筑绕流对室内通风系统影响的研究

本文根据相关文献的高层建筑风压系数的分布和高层建筑绕流空气动力特性,分析了高层建筑物表面风压随来流和风向发生较大变化的区域和特征,提出了高层建筑室内新风、排气系统进排风口设置的相关技术措施及考虑来流和风向影响的高层建筑表面风压的计算方法。     

不同深宽比矩形腔双壁反向驱动蠕流涡结构研究

研究了不同深宽比二维矩形腔双壁反向驱动流的流动结构.采用微分求积法计算分析了深宽比从0.15到6.6变化对矩形腔蠕流涡结构的影响,给出了涡演化过程中的临界深宽比、流型及其分岔图.当深宽比在0.15至0.7之间变化时,腔内涡结构沿横向分布并随深宽比增加子涡逐步合并;当深宽比大于0.7时,随着深宽比增大,腔内流动结构沿纵向展开并且漩涡数量逐渐增多,具有周期性和自相似的变化特征,外围大涡的形成来源于中间区域新涡的生成和演化;在不同的深宽比条件下,腔内流动始终呈现对称的涡结构流型.     

高层建筑风响应及等效静态风荷载的研究

从悬臂梁振动理论出发,讨论了高层建筑风响应的计算以及在风洞中利用高频天平测量高层建筑风荷载的原理,并进一步分析讨论了沿建筑物高度分布的平均风力、脉动风力、风致振动惯性力以及建筑结构设计所需要的等效静态风荷载的确定问题,指出了所提方法的局限性和应用范围,可为高层建筑结构设计中的风荷载确定提供参考.分析结果表明,求沿高层建筑高度分布的等效静态风荷载的方法适用于顺风向风力,在应用于横风向风力时由于涡脱落力的影响有理论误差.     

高层建筑气动消防炮结构研究与动力学分析

为了解决高层建筑消防问题,提出了采用气动发射灭火弹方式的高层建筑消防炮方案.研究探讨了气动发射式高层建筑消防炮的工作机理,对消防炮的发射机构进行了详细的研究设计.研究中采用了伴随管式发射方式,解决了高压空气发射击发时需要瞬态达到膛内发射全压的难题.利用有限元方法对伴随管强度及撞击过程进行了分析,对击发和发射过程进行了运...     

前掠翼气动特性研究

为适应飞机新布局发展的需要,进行了前掠翼空气动力特性的低速实验研究。研究内容包括:单独机翼和翼身组合体的纵横向气动特性、流谱及旋涡特性。研究结果表明:前掠翼具有良好的升阻特性,力矩特性及失速特性,可以提供较大的可用升力和良好的大迎角大侧滑角机动性。以上优点在翼身组合体上更为明显。实验发现前掠翼后缘出现后缘涡,观察了前掠翼特有的前后缘涡系的发生和发展,分析了产生前后缘涡系的原因及前后缘涡系对气动特性的影响。     

重庆某高层建筑动力风荷载试验研究

风荷载是高层建筑的控制荷载。抗风设计中必须准确得到风荷载引起的结构整体静、动态力与力矩。为此制作了一轻质刚性缩尺模型,采用高频动态天平技术在大气边界层风洞中进行测力试验,给出高220m的重庆某大夏在不同风向条件下结构总体承受的气动力与力矩系数,从而为大厦主建筑工程的结构抗风设计提供了依据。     

基于卡尔曼滤波的高层建筑风荷载反演研究

基于离散型卡尔曼滤波方程及遗忘因子递推最小二乘法提出了一种新的高层建筑脉动风荷载反演方法。该方法可以利用有限测试楼层的风致响应识别结构未知风荷载及未测风致响应,解决了高层建筑测点不足的问题。根据典型高层建筑风洞试验结果,评估了该方法准确性及适用性,分析了结构模态参数误差和测量噪声对反演结果的影响,实现了高层建筑未知风荷载及响应的实时连续测量,为高层建筑的抗风设计及健康监测提供了新的研究手段。     

基于风洞试验的高层建筑风致响应和 等效风荷载计算

针对复杂体型和有气动干扰情况下高层建筑的风致响应和设计风荷载问题,提出一种基于风洞试验的计算方法,利用同步测压的风洞试验数据获得高层建筑的风压测层合力,基于简化层模型,在频域内给出该高层建筑风致响应和对应于各种响应等效风荷载的计算方法,并将该方法应用于某高层实例.分析表明：位移响应以第1阶模态贡献为主,加速度响应的前几阶模态均有贡献;采用频域和时域方法获得的位移和加速度响应吻合较好;本实例中基于顶部位移、底部剪力和底部弯矩的等效风荷载结果非常接近;等效风荷载的累加值可用来判断最不利风向角.     

高层建筑防排烟系统设计中的几个问题

论述了主同层建筑设置防排烟系统的重要性,讨论了有关正压送风系统的防烟部位,开门门洞的风速,前室送风口的型式及其加压送风量的等方面的问题。     

高层建筑火灾安全模糊评价

将模糊数学中的综合评判模型与高层建筑中对火灾安全有影响的因子相结合,建立了高层建筑火灾安全评价的模糊综合评判模型.在该模型中对数据的处理、权重的选取、多层次的综合评判进行了方法上的研究.对某高层建筑火灾安全评价中的评价指标与等级的选取、评价指标标准的确定、权重的确定等进行了实例分析,给出了评价结果并对结果进行了分析.     

平顶山市高层建筑安全疏散技术研究

通过对平顶山市752栋高层建筑进行排查、调研,重点研究了逃生楼梯的宽度、数量、分布对人员疏散时间的影响,并采用计算机仿真技术模拟了不同场景下人员逃生情况。实验结果表明,逃生楼梯的数量与宽度均与疏散时间呈线性分布影响,可用疏散时间选取最佳契合点,而逃生楼梯的分布则优先选择部署在建筑物中部的方案,这样才能有效降低人员逃生的时间,提高逃生效率。此模拟数据可为建筑消防设计提供参考依据。     

高层建筑混土结构的延性问题

保证高层建筑混凝土结构的延性是提高高层建筑混凝土结构抗震性能的重要措施，从强柱弱梁和轴压比两个方面论述了如何保证高层建筑混凝土结构的延性，从而提高高层建筑混凝土结构抗震的性能．     

高层建筑风载体型系数取值的探讨

采用计算流体动力学软件FLUENT,对不同截面尺寸和高宽比的高层建筑模型表面的平均风压分布进行了数值模拟,探索了上述因素对立面风载体型系数sμ的影响规律.在数值模拟方法获得平均风压系数的基础上,分别利用规范方法(体型系数取总体加权平均)和精确方法(体型系数沿立面变化)计算各模型的基底剪力Fx和基底倾覆力矩My,发现规范方法将会高估模型的基底剪力和基底倾覆力矩,使设计偏于保守.为了获得合理的风荷载,又能包络表面局部的最不利风荷载,根据sμ沿立面的分布和变化规律,提出了轮廓尺寸为100 mm×100 mm×600 mm的高层建筑模型(实际尺寸为50m×50m×300m)按立面分区和取值的建议.     

十字形高层建筑风场数值模拟

基于计算流体动力学软件Fluent6．3,采用Realizable K—ε湍流模型对十字形高层建筑进行了三维定常风场的数值模拟,研究分析了模型各表面平均风压系数的分布规律,并探究了肢长及高宽比等参数对各立面风载体型系数的影响。结果表明：肢长的变化对十字形高层建筑各立面风载体型系数的影响较为明显;高宽比的变化仅对背风面及侧面的体型系数有较大影响,对迎风面体型系数的影响较小。     

高层建筑走廊机械排烟效果影响因素分析

通过FDS软件对高层建筑火灾进行实况模拟,结合模拟所得数据分析单排量、排烟口位置、排烟口数量、起火房间位置等不同因素对机械排烟效果的具体影响。结果表明：单位面积排烟量的提高可以加快烟气的排出;排烟口设于顶棚比侧壁排烟效果更为稳定,实际中吊顶高度在2m以下时,不宜采用侧壁排烟。本模型中,条形走廊机械排烟受排烟口数量约束不大,但对于其它格局的建筑结论或许不同。对于条形走廊,排烟量相同,起火房间位于两排烟口之间位置时排烟效果相对较好。