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超高层建筑风荷载数值模拟及试验研究

钱晓钫  
【摘要】: 随着科学技术的发展,土地需求的紧张,现代城市建筑的高度越来越高,建筑密度越来越大,以满足不断增长的人口对生活空间的需求。超高层建筑的修建同时也给结构的抗风设计带来了新的挑战,目前在规范上面没有具体给出超高层建筑的风荷载特性,要求对重要且体型复杂的建筑物和构筑物,应通过风洞试验确定其体型系数,用于实际结构设计[1]。同时,相邻建筑之间的干扰也对高层建筑风荷载特性产生很大的影响。本文以重庆天成大厦为研究背景,采用数值模拟和风洞试验相结合的方法,对超高层建筑的风荷载特性进行了研究,主要有以下几方面的工作: (1)基于Fluent 6.2软件平台,对天成大厦进行合理建模和分析,得出设计中可参考的直观风压云图,通过对云图的分析,得出数值模拟的天成大厦表面风压分布规律,并根据模拟结果指导风洞试验。 (2)通过对天成大厦模型在模拟大气边界层风洞中的不同风向角下的风洞试验所得数据处理,分析了试验中结构在各种工况下的表面风压分布规律。 (3)为考虑天成大厦周围建筑对该建筑的风荷载特性的影响,在数值模拟以及风洞试验中分别模拟了仅含该建筑单体以及包含天成大厦周围500米范围内的环境建筑两种情况,通过对比两种情况下天成大厦表面风压分布特征,分析了环境建筑对超高层建筑的风荷载特性的影响。 (4)通过对风洞试验中天成大厦不同高度体型系数分析,研究了超高层建筑表面风压随建筑高度的变化规律。


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