基于高层建筑主体结构的中美风荷载计算分析对比

基于中美两国荷载规范,采用参数对比分析,讨论了二者高层建筑主体结构风荷载值计算的异同。分析了基本风速、风振系数、风载体型系数以及风压高度变化系数等参数的取值差异和原因。在此基础上,分别运用中美规范计算了某高层结构的风荷载标准值,结果表明,按美国规程计算的风荷载标准值大于按中国规范计算的值,但随着高度的增加差距逐渐缩小。     

中日澳风荷载规范中风荷载与风振响应的比较

基于中、日、澳3国规范中风荷载计算方法,分别对总高度为300 m、200 m的高层建筑顺风向和横风向风荷载进行分析,对比计算结果,利用中日规范对一实际工程风荷载及风振响应进行求解,与风洞试验结果进行对比,研究3国规范计算风荷载的差异与原因.分析结果表明:中国规范顺风向风荷载小于日本和澳大利亚规范,尤其在结构中下部,中国规范横风向风荷载在结构中下部大于日本和澳大利亚规范,在结构上部小于日本和澳大利亚规范,中国规范横风向风荷载与顺风向比值在结构中下部大于日本和澳大利亚规范,在结构顶部小于日本和澳大利亚规范,中国规范湍流度取值小于日本和澳大利亚规范,峰值因子的取值偏小.     

格构式塔架顺风向脉动风荷载空间相关性研究

为了研究格构式塔架顺风向脉动风荷载的空间相关性,选取2段典型的格构式塔架节段模型,采用2个高频测力天平同步测力风洞试验技术,得到了不同水平距离和竖向距离情况下的模型基底剪力和弯矩的风荷载时程.在此基础上,通过数据处理分析,得到了各工况下塔架的顺风向风荷载相干函数.试验结果显示:格构式塔架顺风向风荷载相干函数与频率,水平距离和竖向距离等参数有关;结构顺风向风荷载相干函数与顺风向风速以及高层建筑等结构的风荷载相干函数存在一定差别.最后,采用最小二乘法,拟合得到了格构式塔架顺风向风荷载相干函数经验公式,试验结果与经验公式吻合较好,可为格构式塔架风荷载及风致响应计算提供有用的参考.     

网架结构在巨型广告牌中的应用

建造于地势较高山顶上的广告牌是一种大跨、高层的构筑物,主要承受水平荷载.以安徽省高速公路路侧某山顶巨型广告牌工程为背景,通过对几种可行方案的对比分析,论述了结构选型的重要性,指出了网架筒体结构是适用于该工程的结构类型,在此基础上对影响其受力性能的两个重要参数作了计算分析.同时,风荷载的取值问题是该工程设计的关键,根据规范要求,详 '细地论述了计算网架简体结构风荷载的简单方法.其结论可为大跨、高层的类似构筑物的结构选型、设计提供参考.     

基于改进线性滤波法的某超高层建筑风振反应分析

采用离散傅立叶变换和快速傅立叶变换技术对传统线性滤波法的自相关Toeplitz矩阵进行了改进,提出了改进的线性滤波法.考虑结构空间相关特性,基于改进的线性滤波法模拟研究了高层结构的顺风向和横风向脉动风荷载,并对高层结构的风致振动响应进行了分析研究.结果表明,改进的线性滤波法不仅能保证计算结果的精度和计算效率,而且采用该改进方法得到的脉动风荷载时程能有效计算高层结构的风致振动响应,有利于工程设计人员精确掌握结构风致振动特性.     

基于均匀设计的海峡两岸高层建筑顺风向风荷载多因素分析

为明确海峡两岸高层建筑顺风向风荷载的异同,对两岸建筑风荷载标准进行了对标分析,并采用均匀设计方法进行了高层建筑顺风向风荷载多因素分析。研究表明:两岸风荷载标准中基本风速取样方法和极值分布参数取值方法存在明显区别,风压高度变化系数分布和不同重现期的设计风速转换系数大致相同,台湾标准给出的湍流强度建议值明显大于大陆标准;台湾标准分类计算建筑物主体和围护结构的设计风压,大陆标准采用统一表达式,两者给出的设计风荷载组合方式区别明显;以基底剪力和基底弯矩作为评价指标,H/(BL)(1/2)(高宽比)、α地面粗糙度指数)、C_g(脉动效应系数)、C_p(风荷载体型系数)和I_z(湍流强度),对高层建筑顺风向风荷载的影响程度依次减小,H/(BL)(1/2)和α为主要影响因素;随H/(BL)(1/2)的增大,C_g对顺风向风荷载的影响逐渐增强,当H/(BL)(1/2)增大到一定程度时,C_g成为主导因素。     

水平荷载控制的复杂体型高层建筑结构设计研究

为对水平荷载控制的复杂体型高层建筑结构设计展开研究,首先阐释了水平地震作用下高层框架-剪力墙结构体系的动力特性,分析了风载作用下结构的风振响应及风荷载标准值计算方法.以某大厦为研究对象,从结构选型与布置、荷载标准值、主附楼之间的连接构造、基础的埋深、持力层的选择等方面对其展开结构设计计算,对结构自振周期、结构自振振型以及地震荷载或风荷载作用下产生位移结果展开了分析.研究结果表明:所研究建筑在水平荷载控制下,结构布置合理,变形满足要求,设计计算结果准确.     

施工期混凝土结构可变荷载的调查统计分析

对西安市及周边地区6个在建混凝土结构的施工期可变荷载进行了调查,采用不同的统计分析方法对调查结果进行统计分析,研究施工期可变荷载随施工过程的变化规律,对比了剪力墙结构和框架结构施工期可变荷载的差异,给出了混凝土结构施工期可变荷载标准值的建议取值,并与相关研究成果和现行规范进行了对比分析。研究结果表明:各工程施工期可变荷载的调查结果均服从极值Ⅰ型分布或指数分布;结构类型相同的工程施工期可变荷载随施工过程的变化规律基本相同;统计样本单元划分越细,得到的可变荷载标准值越大;工作面材料堆放越集中,不同统计分析方法得到的荷载标准值差异越大;竖向构件施工阶段剪力墙结构的施工期可变荷载值明显大于框架结构,其他阶段2种结构施工期可变荷载值较接近;将一个施工周期划分为竖向构件施工、搭支撑、水平构件施工及拆支撑4个施工阶段,混凝土结构各阶段施工期可变荷载标准值的建议取值分别为1. 894 kN/m~2、1. 716 kN/m~2、1. 295 kN/m~2、1. 998 kN/m~2。     

国内外风荷载规范的评估和展望

以随机振动理论为基础，对结构顺风向风振，推导了准确合理的公式，在此基础上对我国最新的风荷载规范（GB50009－2001）及世界各国主要的风荷载规范（包括标准）进行分析和评估，研究认为采用沿结构高度不变的风振系数是不合理的，这种 方法意味着由脉动风引起沿高度变化的振型惯性力的规律与平均风引起沿高度变化的静力规律相同。算例显示了这种方法的误差。在讨论的基础上，对21世纪风荷载规范作出展望。     

双曲线冷却塔施工期设计风荷载的确定

以结构可靠性设计的基本理论为基础,以双曲线冷却塔塔筒施工期和设计基准期内具有相同的可靠度为前提,研究塔筒施工期设计风荷载的取值标准问题。根据风荷载平稳二项随机过程模型的特点,利用结构可靠度的时段分析方法分别建立结构设计基准期及其间各时段可靠度的关系以及施工期及其间各时段可靠度的关系。从施工期与设计基准期的结构抗力成比例入手,按照规范中的分项系数设计方法的要求,得到施工期风荷载标准值与设计基准期风荷载标准值同样成比例的结论。建议了该比例系数即施工期风荷载因子的求解步骤,并针对冷却塔的实际受力情况和基本随机变量的不同分布类型做了计算。计算结果表明:施工期风荷载因子随施工期的延长而增大,随抗力分项系数的增大而减小,其与施工期的关系可用对数函数来拟合。根据施工期风荷载因子的拟合函数式或相应简化表格即可确定双曲线冷却塔施工期的设计风荷载。     

高层建筑结构抗风可靠性研究进展

回顾并总结了建筑结构可靠性评价标准、可靠性动静态分析方法和考虑风向的可靠性分析方法等几个涉及结构抗风可靠性问题的国内外研究成果,同时对多国荷载规范中关于风向和抗风可靠性的规定进行了讨论.通过分析结构可靠性的评判准则、研究方法、结构动力响应参数、风向等多个因素对结构抗风可靠性的影响以及现有研究方法中所存在的问题,指出当前结构抗风可靠性研究中存在的不足,并提出了进一步研究的建议.     

桅杆结构模型静力试验分析

文章根据我国荷载规范对风荷载计算的规定 ,应用风荷载最不利作用原理 ,模拟静风力在桅杆模型上几个最不利位置施加静荷载 ,在不同的加载方向、不同大小静荷载作用下进行静力试验 ,测出若干节点的应变情况及各纤绳张力的增量 ,分析其间的相互关系 ,得出了桅杆在静力荷载作用下的力学特性。     

大跨双坡屋盖结构等效静风荷载研究与参数分析

等效静风荷载是描述大跨空间结构动力风荷载的有效方式。运用Ansys软件进行结构风致响应时程分析,进而研究大跨双坡屋盖结构等效静风荷载。针对风向角、屋面坡度、结构高度和跨度等参数,系统性开展双坡屋盖结构的等效静风荷载的参数分析,为工程设计提供参考依据。研究表明,在0°风向角下屋盖结构等效静风荷载值最大;随着风向角增大,结构的等效静风荷载减小;随着结构高度和跨度的增加,结构等效静风荷载增大,且其分布发生变化;屋面坡度对于结构等效静风荷载的影响较为复杂,适当增大屋面坡度对结构抗风有利。     

外形几何参数对双坡屋盖升力系数极值的影响

对我国浙江沿海多个风灾频发区域进行深入调研,全面地确定了新农村典型低矮建筑双坡屋盖的外形几何参数.基于此进行了刚性模型测压风洞试验,研究了屋盖升力系数极值的变化规律,讨论了最不利屋盖升力系数随建筑外形几何参数的变化,用多参数非线性最小二乘法将最不利屋盖升力系数拟合为屋盖坡角、高宽比和厚宽比的函数,并对拟合函数进行了误差...     

用测力天平技术研究超高层建筑的动态风载

通过风洞实验研究了不同外形的超高层建筑的动态风载。实验采用多种不同外形的刚性模型,通过高频测力天平技术研究了建筑物长细比、截面形状、截面长宽比及湍流强度和风向的影响,获得了一些新的结果。这些结果可用于修订有关规范时参考。     

变风速下风力机叶片载荷特性研究

根据风力机的气动理论,并考虑风切变和风力机结构、几何参数的影响,建立了风力机叶片的气动载荷计算模型。以基本风速、渐变风速、阵风风速和脉动风速4种风速类型建立了变风速模型,并应用于叶片载荷计算模型,实现变风速下的叶片气动载荷的计算。以某MW级风力机为对象,给出了数值计算流程并进行了实例计算,结果显示:风力机叶片的气动载荷主要分布在叶片的中段和叶尖,且载荷大小随风速起伏变化,叶根的气动载荷随风速变化的趋势不明显,风速较大时,叶片上的载荷波动较为显著。结果可为叶片的结构设计和动力学分析提供参考。     

椭圆形高耸结构风荷载特性试验研究

结合武汉天河国际机场三期扩建空管工程塔台刚性模型同步测压风洞试验结果,对椭圆形高耸结构的风荷载特性进行了研究.讨论了典型风向角下不同测点层的平均风压系数和极值风压系数的分布规律;基于测点层的风荷载合力时程,采用快速傅里叶变换的方法,得到了椭圆形高耸结构在90°风向角(最大迎风面)下的三维层风荷载功率谱,并采用经验公式对其进行拟合,拟合效果较好.采用LRC法计算了平均风荷载、背景和共振等效静力风荷载,并将结果与荷载规范建议的惯性风荷载法对比,发现两种方法得到的等效静力风荷载吻合较好.     

群体高层建筑风荷载干扰的研究现状及展望

群体高层建筑的风荷载和响应的干扰效应是建筑结构抗风研究和应用中十分关注的问题 .为此 ,总结了大量国内外文献的研究工作 ,包括作者进行的上海金茂大厦风洞实验的部分研究成果 ,系统介绍了群体建筑风荷载干扰的研究历史、研究状况、取得的主要成果和规范应用情况 ,以及当前的研究方向 ,以供我国有关研究和设计人员参考     

高层建筑的扭转风荷载功率谱密度

利用高频天平技术，在四种不同风场中对13种不同尺寸的矩形超高层建筑的刚性模型进行了风洞试验，测量了这些模型的基底扭矩，即一阶广义扭转风荷载，考察了风场类型、模型长细比、厚宽比对高层建筑扭转广义风荷载谱的影响，并拟合出一个以风场类型、模型长细比、厚宽比为参数的高层建筑扭转广义风荷载谱的闭合表达式．通过与国外有关文献给出的结果的对比，验证了拟合公式的精度．