高层建筑风载体型系数的试验初探

介绍了建筑物动态风压风洞试验的方法和结果,探讨了利用试验获得的风压系数求解高层建筑风荷载和风载体型系数的过程和方法,并经工程实例验证准确可行,有助于建筑设计与施工人员利用动态风压风洞试验结果较为方便地计算高层建筑整体结构风荷载。     

广州新白云国际机场机库风荷载体型系数研究

广州新白云国际机场机库(GAM ECO机库)是目前世界上规模最大的机库之一,抗风设计是其结构设计一项重要内容.本文通过对该机库风洞试验的结果分析,介绍了在不同工况、不同风向角下机库屋盖上、下表面和墙体内、外表面的风压分布特点以及考虑阵风影响的风压峰值情况,给出了根据风洞试验得出机库的风荷载体型系数,并进行进一步的探讨,为大型机库抗风设计提供了依据.     

高层开洞建筑测压风洞试验

通过几何缩尺比为1∶300的刚性模型,对高层开洞建筑进行了测压风洞试验。研究了C类地面粗糙度类别,16个来流风向条件下,两种不同开洞率和三种不同开洞位置以及二个全封闭模型的各表面风压分布特性,并绘制了风向平行于孔洞时模型外表面的风压系数等值线分布图。根据试验结果,对各种模型各个表面的平均风压系数、体型系数进行了计算。通过与数值风洞计算结果的对比及建筑荷载规范的比较,对建筑风荷载体型系数测试和取值方面的一些问题进行了初步的讨论,提出了建议,供进一步研究参考。     

开洞建筑风压分布特性风洞试验研究

对美国迈阿密市一假日酒店的刚体模型进行了风洞试验,研究了表面开洞对建筑局部风荷载的影响及圆截面结构风荷栽分布的特点.结果表明,建筑表面开洞会增大其开洞周围的风荷载;开洞圆截面结构的风荷载分布特性同现行荷载规范给出的规律相接近,但最大负风压系数(绝对值)要小于最大正风压系数.     

单墙开洞对工业厂房平均内外压的影响研究

基于计算流体力学软件FLUENT,对不同洞口高度、洞口宽度及开洞位置的单开洞工业厂房进行了三维风场数值模拟分析,研究了单墙开洞对厂房平均内外压的影响.结果 表明:洞口开敞对建筑外墙的平均风压系数影响较小,仅受洞口影响的分离区覆盖范围内的外墙平均风压系数会略有偏差;单开洞工业厂房的平均内压分布较均匀;当开洞墙体为迎风面且...     

单层空旷厂房墙体开洞后的高厚比验算及处理

结合工程实例,为了解单层空旷厂房在墙体开洞改造后的高厚比是否满足要求,现对厂房进行墙体高厚比验算分析及给出相应的处理方法,为同类结构的改造提供一定的参考。     

海口火车东站体型系数研究

海口火车东站的站房和站台雨棚结构跨度大、外形特殊、结构自重轻,受风力影响较大,在强风作用下风荷载分布复杂,无法直接通过规范或借鉴已有资料获得其风荷载的有关参数,通过对其模型进行风洞试验,以确定其上风荷载的有关参数,并根据试验结果对其体形系数进行分析,为抗风设计提供参考。     

超高单层钢结构厂房风荷载计算

讨论超高单层钢结构厂房的风荷载计算,参照荷载规范对风振作用的详细说明及比较,对一具体工程分析其在有、无风振作用的两种工况下结构的变形。结果表明,风振作用对结构的影响较大,设计时应考虑。     

艺术墙风荷载体型系数分布规律分析

河南艺术中心为建筑体型独特的集群建筑,风荷载对各单体建筑相互干扰的群体效应明显;艺术墙位于建筑群体中央,其独特的喇叭口造型产生聚风效应。依据风洞试验结果,重点对艺术墙典型部位的风荷载体型系数进行归纳对比分析,总结群体效应中遮挡、峡谷效应、漩涡作用对体型系数的影响规律,为类似工程提供参考。     

开洞矩形截面超高层建筑局部风压风洞试验研究

基于一栋立面上有多个开洞的矩形截面超高层建筑的刚性模型表面压力测量风洞试验结果,分析了矩形截面超高层建筑在长边立面上不同开洞工况下建筑各表面平均风压系数和最不利风压系数的变化规律。试验结果表明:当建筑长边迎风时,开洞使得背风面洞口附近的平均风压系数绝对值增大,但迎风面上的平均风压系数变化很小;当建筑短边迎风时,开洞对洞口附近的平均风压系数和最不利正风压系数均只有微弱影响,但对其最不利负风压系数却有很大影响,特别是中部开洞,将使其周围的最不利负风压系数增大一倍以上;开洞对短边立面上的最不利风压系数不产生明显的影响。为有结构开洞的高层建筑洞口附近的围护结构设计提供了参考数据。     

贵阳奥体中心主体育场罩篷风洞试验及风荷载体型系数研究

贵阳奥体中心主体育场由东、西两个呈牛角造型的罩篷构成,采用了预应力平面桁架斜交网格结构体系,最大悬挑49m。对其刚性模型进行了风洞试验,给出了平均风压系数、平均风荷载体型系数及风压分布规律并与规范计算值进行了比较,详细讨论了风向角对风压系数和体型系数的影响。结果表明:在大多数风向角下,西罩篷的风荷载要比东罩篷的大,罩篷立面迎风面都是正压,在所有风向角下罩篷上、下表面基本都是负压,负压分布的局部最大值通常出现的迎风罩篷上表面的前缘和下风向罩篷上表面的后缘部分。建议对于有上、下表面围护结构的建筑应分别按内、外风荷载体型系数设计。     

高层建筑水平悬挑遮阳板风荷载的风洞试验研究

高层建筑悬挑遮阳板等小尺寸构件直接承受风荷载作用,在强风作用下的安全性备受关注。相对于建筑的整体尺寸,悬挑遮阳板很小,难以在缩尺模型上直接模拟,因此在实际工程的风洞试验研究中常常被简化或者忽略。研究中利用3D打印技术制作了精细化的有悬挑遮阳板的高层建筑风洞试验模型,并在打印遮阳板模型时直接预留测压管道,分析了水平悬挑遮阳板的风压分布规律及遮阳板对建筑立面风压的影响,并对基于建筑立面风压的悬挑遮阳板风压估计方法的估算误差进行了评估。研究结果表明：高层建筑水平悬挑遮阳板的最不利净风压的最大值出现在顶层遮阳板处;水平悬挑遮阳板的存在能较大程度地削弱建筑立面上的最不利负风压;悬挑遮阳板最不利风压可利用其上下两侧附近建筑立面测点的风压差近似估计,但对于建筑立面边缘附近的悬挑遮阳板端部以及建筑底部附近的最底层悬挑遮阳板上的最不利风压,这种方法的估算误差较大。     

超大型阵列光伏板体型系数遮挡效应研究

在我国新能源战略的大背景下,光伏发电得到快速发展,超大型光伏工程的光伏阵列可达数十列数十排。采用风洞试验和CFD数值模拟相结合的方法研究超大型阵列光伏板体型系数及群体遮挡效应。试验模型在风洞宽度方向满布,以实现大型阵列光伏板的二维绕流。采用大比例刚性模型上下表面同步测压技术确定倾角为12°时串列5片光伏板的风压系数分布、体型系数和遮挡效应,同时采用CFD的realizable k-ε湍流模型进行计算,与试验结果比对验证了计算方法的有效性。在此基础上,对串列16、24、32片光伏板进行CFD数值模拟,研究不同倾角及不同串列数对光伏板体型系数的影响,并给出了超大型阵列光伏板体型系数随光伏板串列数的变化规律。结果表明：倾角为20°时的遮挡效应明显大于倾角为12°时的遮挡效应,遮挡效应随着上游光伏板数量的增加而增大,当上游光伏板数量达到12片以上时,遮挡效应趋于稳定。结合试验和CFD模拟结果,将超大型光伏阵列分为边缘区、渐变区和稳定区,并给出各区体型系数取值建议。     

洞口设置对高层建筑静力风荷载的影响研究

本文对涉及两种开洞率、三种不同开洞位置和全封闭(无洞口)的八个高层建筑刚性模型的表面平均风压分布进行了风洞试验研究,并与计算流体动力学(CFD)大型商业软件Fluent6.0的计算结果进行了对比分析。结果表明,开洞建筑平均风压的减少主要是受荷面积减少引起的,但其减少的比率大于开洞率。此外,借助Fluent6.0对不同开洞率情况下的建筑模型进行了大量算例分析,得到了中部开洞建筑模型的平均风压系数相对值和基底弯矩系数相对值与开洞率之间的相关方程;探讨了底部开洞建筑模型洞内平均风速的增大效应与洞口大小、来流方向之间的关系。分析表明,在最不利来流风向角情况下,洞中最大平均风速可超过建筑模型顶部的远处来流风速,应引起建筑风环境设计者的关注。     

双幕墙长矩形建筑风荷载特性的试验研究

以节能、生态为理念的双幕墙围护体系已逐步应用于高层办公建筑中。由于双幕墙之间存在通风廊道,因此对于双幕墙建筑有三个受风表面,即外层幕墙的内表面和外表面以及内幕墙的外表面,这使得风载取值变得复杂,目前也无规范可依。本文通过对杭州市某双幕墙办公楼的风洞试验研究,探讨了双幕墙建筑内、外层幕墙的风载取值问题;研究了门厅大跨挑篷风压分布特征,当风从侧面吹向挑篷时,挑篷上、下表面风载与普通屋盖挑篷相同,而当风从正面吹向挑篷时,挑篷上表面出现正风压,并对此现象进行了分析;文中针对该建筑物长宽比较大的特点,比较了大长宽比矩形建筑风载体型系数与规范给出的正方形建筑风载体型系数:当风沿建筑物长向流动时,采用规范给出的正方形建筑风载体型系数是可行的,当风沿建筑物进深方向流动时,其两侧及背风面的负压比正方形的大。     

余姚国际塑料城会展中心屋面的风荷载研究

余姚国际塑料城会展中心位于浙江省余姚市,拥有展览大厅、接待厅和会议中心等多座建筑物．展览大厅的屋面为弧形大跨度拉索焊接箱型钢梁结构,接待厅和会议中心的屋面为工字型钢梁结构．由于大跨度屋面的幅度宽广、形状变化较多,同时又是对风荷载比较敏感的结构,因此风荷载是该项目结构设计时的关键问题之一．本文介绍风洞试验所提供的详细的体型系数分布情况,以及根据此资料进行结构设计时的取值,以保障结构设计安全经济可靠．     

不同圆角率下矩形高层建筑风荷载特性

通过刚性模型风洞测压试验,对4种不同圆角率（即圆角半径与模型短边迎风宽度之比分别为0、5%、10%和20%）的矩形截面高层建筑表面风荷载特性进行研究。对比了不同圆角率下建筑表面的风压分布与相关特性：圆角处理使得建筑迎风面边缘倒圆角处出现较大平均风压、极值风吸力和脉动风压;在侧风面上,平均与脉动风压梯度变化范围随圆角率的增大而逐渐减小,且横向相关性明显增强。分析了建筑顺风向与横风向的整体风力,圆角处理通过促进再附着从而减小尾流宽度,可降低高层建筑的顺风向阻力和倾覆弯矩,降幅随着圆角半径的增大而提升,同时,横风向升力和倾覆弯矩也将有所下降。