资源描述：
《高层建筑等效风荷载风洞试验研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、建材世界2015年第36卷第3期doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2015.03.022高层建筑等效风荷载风洞试验研究任晓峰(武汉船舶职业技术学院,武汉430050)摘要:分析了某高层建筑的多通道同步测压风洞试验。利用随机振动理论计算了结构等效静力风荷载,分析了风荷载随风向的变化关系,计算了结构顶部峰值加速度响应,对居住者舒适度进行了评价。关键词:高层建筑;风洞试验;风致响应;等效风荷载WindTunnelTestofWindLoadActingonaTallBuildingRENXiao-feng(WuhanIn
2、stituteofShipbuildingTechnology,Wuhan430050,China)Abstract:Thispaperpresentedtheanalysisresultsofwindloadactingonatallbuildingdeterminedinthewindtun-neltestbysynchronousmult-ipressuresensingsystem.Theequivalentstaticwindloadwascalculatedbasedontheran-domvibrationtheory.Th
3、evariationofwindloadwithwinddirectionwasanalyzed.Thepeakaccelerationresponseatthetopofthestructurewascalculated.Thecomfortofoccupantwasevaluated.Keywords:tallbuilding;windtunneltests;wind-inducedresponses;equivalentstaticwindload1研究对象简介某高层建筑主塔楼均为55层,高度175m,建筑平面长宽约为21.05m×
4、25.45m。由于该建筑高宽比[1]超限,需要进行风洞试验,为抗风设计提供计算参数。该高层建筑处在台风多发地区,且周边大多为大体量超高层建筑群,风场环境较复杂,风荷载成为设计控制荷载之一。本高层结构自振频率见表1,一阶振型[2]为Y向振动,二阶振型主要表现为X向振动。结构抗风设计时采用50年及100年一遇基本风压,分别为2与0.60kN/m2,计算时建筑物结构阻尼比分别取0.050与0.035。0.50kN/m表1结构前5阶频率分布阶数12345频率/Hz0.20530.21450.46550.70320.10102计算方法超高层建筑作为
5、悬臂结构,其风致响应的运动微分方程可以写为222∂r∂r∂é∂rùm(z)2+c(z)+2êêEJ(z)2úú=f(z,r)∂t∂t∂të∂zû式中,位移响应r(z,t)是结构平动位移;m(z),c(z),EJ(z)分别为结构沿重力方向单位高度的质量、阻尼系数和抗弯刚度;f(z,t)是结构单位高度水平脉动风力产生的平均基底弯矩,通过对多通道同步测出的建筑表面脉动风压分布表面积分获得其数值。3风洞试验简介风压试验所使用模型采用有机玻璃材料制作,在其表面开设一定数量的风压孔,保持气密状态,将模型收稿日期:2015-04-09.作者简介:任晓峰
6、(1964-),高级工程师.E-mail:zhouqinghuajzfy@163.com85建材世界2015年第36卷第3期内部装设风压管,模型安放在风洞试验台,风压管接至电子式压力扫描阀,测量模型在风洞试验中风压孔处[3]表面风压。本高层建筑结构风洞模型为3.0m×3.0m(宽×高)的矩形,试验风速在1.0~40.0m/s内可调。试验以主建筑物为中心,模拟直径500m范围内的周边主要建筑及大致地形地貌,模型置于风洞转盘上,进行数据测量。在主建筑模型表面设有300个风压孔,进行18个风向(0°~360°,间隔30°)的结构表面风压的测量。
7、4等效静力风荷载与响应分析[4,5]通过对试验数据积分计算得到等效基底弯矩、各楼层的等效静力风荷载以及结构顶部峰值加速度。分析时取地面粗糙度指数为0.23(C类地貌),结构等效风荷载重现期分别为50年与100年。50年重现期时建筑物(阻尼比0.050)基础最大等效风荷载及其等效基底弯矩6688Pxmax=-3.46×10N,Pymax=6.82×10N,Mxmax=6.69×10Nm,Mymax=-3.56×10Nm50年重现期时建筑物(阻尼比0.035)基础最大等效风荷载及其等效基底弯矩6688Pxmax=-3.83×10N,Pymax
8、=7.11×10N,Mxmax=7.02×10Nm,Mymax=-3.99×10Nm100年重现期时建筑物(阻尼比0.050)基础最大等效风荷载及其等效基底弯矩6688Pxmax=-4.23×
