超高层建筑通用气动弹性模型设计

设计制作了一外形和动力特性在一定范围内可调的超高层建筑多自由度气动弹性模型,通过调节结构,它可模拟不同外形、刚度、质量、振型等参数的超高层建筑,对此模型进行了一系列的风洞试验,并将其试验结果与高频测力天平试验结果进行了详细比较,得到了满意的结果,此通用模型,可用于其它超高层建筑的抗风研究。     

方形截面超高层建筑全风向气动阻尼的试验研究

超高层建筑质量小、阻尼低,极易在设计风速下产生明显的气动弹性效应,出现明显的气动阻尼.考虑一阶线性弯曲模态,制作了方形截面超高层建筑的单自由度气动弹性模型,高宽比8∶1,模型比例1∶600,进行风洞试验测量了各风速下建筑顶部的加速度响应,采用随机减量方法对全风向下方形截面超高层建筑的气动阻尼进行识别.其中,顺风向和横风向的气动阻尼结果与文献结果趋势吻合良好.研究结果表明:当风向角在84°~90°范围内时(90°为横风向),气动阻尼特性与横风向结果趋势一致;当风向角在0°~12°范围内时(0°为顺风向),气动阻尼特性与顺风向结果趋势一致;在某些特定的风向角下(例如16.5°),临界风速降低,气动负阻尼的起始风速也降低.     

锥形超高层建筑横风向风荷载模型

采用同步测压技术,进行了不同锥率的超高层建筑刚性模型风洞试验,根据试验结果得到了该类建筑物的横风向风荷载数学模型.根据作用机理,通过在已有矩形超高层建筑横风向风荷载功率谱模型中增加紊流机理项的方法,给出了精细化拟合公式,修正后的横风向风荷载功率谱模型在工程结构一般频率范围内与试验结果吻合较好.锥率没有改变超高层建筑横风向风荷载相干函数的频谱特性,已有超高层建筑相干函数模型对锥形超高层建筑仍然适用.本文提出的锥形超高层建筑横风向风荷载模型能够用于确定该类结构的横风向风致效应.     

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。     

超高层建筑横风向气动力谱

利用高频测力天平技术，在四种不同风场中对15种不同外形的超高层建筑的刚性模型进行了风洞试验，测量了这些模型的横风向基底弯矩，即一 阶横风向广义风荷载，考察了风洞类型、模型长细比、宽厚比及模型横截面角沿的修正对超高层建筑横风向广义气动力谱的影响规律，并拟合出一个以风场类型、模拟长细比、宽厚比为参数的超高层建筑横向风向广义气动力谱的闭合表达式。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。     

某超高层建筑结构抗震设计与分析

在结构性能目标分析的基础上,运用PKPM软件,建立了某超高层建筑结构计算模型,进而对该结构进行了抗震设计、计算与分析。通过对计算结果的分析和评价,提出了适合该超高层建筑的结构抗震措施。该抗震设计及分析方法和结构抗震措施可为类似超高层建筑的抗震设计提供参考。     

风向对某超高层建筑等效静风荷载的影响

风向和平均风速联合分布是风荷载的基本特征之一,本文研究风向对某超高层建筑等效风荷载的影响,主要包括以下三个部分:(1)获取建筑物所在地区气象站的风向风速气象资料,并统计得到各个风向上的设计风速;(2)对某超高层建筑进行36个风向角下的刚性模型同步测压风洞试验,试验中模拟了周围建筑对超高层建筑的干扰作用;(3)结合各个风向上的设计风速,基于风洞试验结果,用随机风振理论计算超高层建筑的等效风荷载.本文得到的结论为超高层建筑设计提供参考.     

方形截面高层建筑间的气动干扰效应分析

通过刚性模型表面风压测量风洞试验,分析了某项目中高200m的方形截面超高层建筑对其相邻的外形相同的另一栋超高层建筑的基底弯矩系数均值、均方根值及功率谱的干扰效应。     

降低超高层建筑的局部风压措施

对一栋位于台风区的超高层建筑的刚体模型进行了风洞试验 ,测量了该建筑物表面的平均风压和脉动风压 .在特定风向角下 ,建筑物的几个位置处出现较大的负压 ,不能满足设计要求 .在对建筑物局部外形进行修改之后 ,有效地减小了最大负压 ,满足了表面石材及玻璃幕墙的设计要求 .采取的降低建筑物局部风压的措施可为其他类似实际应用所参考     

方形截面高层建筇间的气动干扰效应分析

通过刚性模型表面风压测量风洞试验，分析了某项目中高200m的方形截面超高层建筑对其相邻的外形相同的另一栋超高层建筑的基底弯矩系数均值、均方根值及功率谱的干扰效应。     

超高层建筑抗风体型选取研究

为了研究超高层建筑体型选取时应注意的问题，分析总结了既有超高层建筑的体型特点，对其进行了归类，可将超高层建筑按体型特点大致以350 m和600 m为界分成3个级别.结合大量超高层建筑抗风设计实例及风洞试验结果，分析高宽比和长宽比对风致响应的影响.结果表明，明显弱轴的出现会显著降低结构效率，并结合工程实际对此给予了解释.对不同高度的超高层建筑体型设置给出了部分建议：当前抗风设计和研究应进一步考虑被分析对象在体型选取方面的现实性和合理性，应合理控制高宽比和长宽比以保证结构效率.     

面向跨音速气动弹性剪裁的颤振时域自动化预估方法

随着对燃油效率和先进气动、结构的关注,复合材料在飞行器结构设计中得到越来越多的应用.在复合材料气动弹性剪裁设计过程中,为了满足气动弹性要求,需要反复对复合材料结构参数进行修改,不可避免地需要重新构建气动弹性剪裁模型,气动弹性剪裁模型重建和气动弹性性能评估过程会耗费大量时间和人力,尤其在跨音速区域,这些都大大增加了飞行器设计的时间和人工成本.为了发展更高效复合材料机翼气动弹性剪裁方法,本文从提高气动弹性性能评估过程效率入手,基于结构动力重分析法提出了一种面向跨音速气动弹性剪裁的颤振时域自动化预估方法.采用改进Agard 445.6复合材料机翼为模型对本文所提出方法的有效性和精度进行了验证.仿真结果表明本文所提出的自动化气动弹性性能预估方法可以以较高的精度对气动弹性剪裁过程所必须的结构气动弹性响应进行预估,尤其可以避免大量的人工手动修改气动弹性模型的过程,这大大提高了跨音速复合材料机翼气动弹性剪裁自动化程度和设计效率.     

浅谈超高层建筑的消防安全问题

在社会经济的发展下,各类高层、超高层建筑出现在人们的视野中,关于超高层建筑,消防安全是一个重要的问题。传统的消防设计无法满足超高层建筑在消防安全方面的要求,超高层建筑消防设计以及消防安全受到了社会各界的广泛关注。该文将对超高层建筑发生火灾的危险性以及超高层建筑的火灾特点进行分析,并在此基础上提出超高层建筑的消防设计方式,初步分析出提升超高层建筑消防安全的对策。     

超高层建筑消防给水系统的可靠性应用研究

随着国民经济不断发展,推动了我国城市化进程不断加快,促使建筑业也得到了蓬勃发展,为了能够满足现代社会发展对住房的要求,建筑逐渐朝着超高层方向发展,超高层建筑具有层数多、楼体高等特征,在很大程度上增加了消防设计的难度,如何确保超高层建筑消防给水系统可靠性受到越来越多的关注.该文将对消防给水系统对超高层建筑安全的重要作用进行分析和研究,并阐述超高层建筑消防给水系统的可靠性,从而为我国超高层建筑消防设计提供借鉴.     

天线抖振响应的计算分析与风洞试验研究

对置于某一超高层建筑顶部的钢质天线的抖振响应进行了研究 .首先用随机振动理论计算了天线的抖振响应 ,而后在风洞中对天线的气动弹性模型进行了试验 ,最后还分析了天线的鞭稍效应 .计算和试验结果为天线结构的分析设计提供了可靠依据     

特高压输电塔线体系的气动弹性模型设计

以向家坝-上海的±800 kV特高压直流线路为例,阐述特高压输电塔线体系的气动弹性模型设计与制作方法.通常的集中刚度法和离散刚度法制作的铁塔模型都很难满足气动弹性模型的要求.考虑铁塔模型刚度和气动反应两方面的情况,提出以半刚性模型节段加"U"型弹簧片的方法制作铁塔弹性模型.另外,对导线模型进行跨度方向上的缩聚解决了按统一比例无法满足风洞尺寸要求的问题.通过理论分析和实际检测对比,塔线体系模型的动力特性可以满足气动弹性试验的要求.     

基于风振舒适度的高层建筑生命周期费用模型

根据感知结构在风荷载作用下振动的人数所占比例将超高层建筑舒适度性能水平划分为五个等级,并以结构水平振动加速度作为控制指标,建立了超高层建筑舒适度性能的评价方法。通过虚拟激励法进行频域分析求得结构在随机风荷载作用下的响应特性,获得一次强风作用下结构各性能水平的可靠度;考虑工程场地可能出现的风荷载水平得到建筑生命周期内各舒适度性能水平的可靠度;同时根据 “投资-收益”准则建立基于舒适度性能的超高层建筑生命周期费用模型;该模型可以考虑不同设计方案下的生命周期费用,并可依据生命周期费用最小原则进行投资决策,是基于性能的抗风设计的具体应用。利用该方法对某超高层建筑进行了调频质量阻尼器(TMD)安装与否进行了投资决策,说明了本方法的适用性。     

体育馆建筑室内气流分布数值模拟研究

提出非规则网格有限体积法计算复杂外形体育馆建筑的室内气流分布．采用κ－ε湍流模型进行分析,在建筑地面与壁面考虑了气流流动粘性作用的影响,用壁面函数加以修正．据此,编制了通用计算程序,计算分析了体育馆建筑室内气流分布方案,找到最优方案,为空调设计的优化提供了强有力的分析手段．     

某超高层建筑结构选型及设计

介绍某超高层建筑结构选型及设计,包括结构选型、弹性计算、弹性时程分析等,研究了超高层建筑的抗震设计原则与设计要点.     

大跨度结构气弹模型风振响应的阻尼修正系数

在气动弹性模型设计中 ,如果阻尼相似不能在模型设计、制作中实现 ,则须对试验结果加以修正 .因此定义了阻尼比修正系数 ,推导出结构在Davenport脉动风速 (风压 )谱激励下响应和阻尼比的相互关系 ,通过一刚度可调的结构模型 ,分析了大跨度结构气弹模型实测各阶阻尼比相近情况下激励形式和结构模态参数对模型风振响应阻尼比修正系数的影响 .