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不同长宽比矩形截面高层建筑的风荷载研究

钱涛  
【摘要】:超高层建筑是大城市重要的组成部分,也是未来建筑发展的趋势,其正朝着更高、更柔的方向发展,风荷载往往是超高层建筑的控制荷载。在结构设计阶段需要合理确定作用在超高层建筑上的风荷载,因此对超高层建筑的风致响应、风压分布和等效风荷载进行研究具有重要意义。 本文以高度为182.88m的超高层建筑为模本,完成了2种地貌类型(2012荷载规范B类、C类地貌)和7种断面形状(长宽比1:1、1.5:1、2:1、3:1、4:1、6:1、8:1)的高层建筑模型同步测压试验。主要进行了以下几方面的研究:(1)根据刚性模型同步测压试验结果,计算得到了CAARC高层建筑标准模型的风压系数时程数据,并与多家国内外实验机构的数据进行对比分析;(2)对比了不同长宽比截面高层建筑模型在不同的流场和风向角条件下的表面风压均值、极值的分布规律;(3)研究了测层三分力系数及体型系数随长宽比和风向角的变化规律;(4)选取简单工程模型运用等效风荷载理论,计算并比较了各不同长宽比截面高层建筑的整体风振系数以及顶点加速度数据以供工程设计参考。 通过以上分析可知,不同的试验参数以及速度剖面会对高层建筑标准模型的试验结果造成一定的影响。截面长宽比对于高层建筑表面风压分布以及整体合力系数有着显著的影响,在工程设计时需要引起重视。等效风荷载的计算结果具有较高的工程参考价值,整体风振系数随着长宽比的变化表现出一定的规律,C类地貌下的整体风振系数大于B类地貌,但由于受风高系数的影响,其整体等效风荷载基底累加值以及顶点加速度数据均小于B类地貌。


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