高层建筑结构抗风设计分析

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1、高层建筑结构抗风设计分析张朝贵摘要：针对高层建筑物而言，风荷载引起的效应在总荷载效应中发挥着重要的作用。随着现代材料和施工技术的不断发展和进步，建筑结构也逐渐变得更加复杂，同时随着人们生活质量的不断提升，人们对建筑结构设计的安全性和适用性的要求也越来越高，在这样的前提下，要重视和关注高层建筑结构抗风设计工作，以此保证人们居住的舒适性。本文主要对高层建筑结构抗风设计进行分析。关键词：高层建筑结构;抗风设计;分析;收稿日期：2017-9-6Received：2017-9-61引言现阶段，随着社会经济的不断发展，高层建筑在城市中存在的数量也越来越多,对于高层建筑而言，风荷载引起的效应在总荷载效应

2、屮所占的比重比较大，所以要做好高层建筑结构抗风设计工作，提高建筑结构的科学性和合理性，从而为人们提供一个舒适的居住环境，以此促进高层建筑的发展和进步。2高层建筑结构抗风设计理论高层建筑一般具备较大的高宽比，同时其抗侧刚度较小;并且地震作用和风荷载都是其主要承担的水平荷载。相比较地震作用，风荷载出现的频率比较高。所以,在高层建筑结构中，主要设计的荷载是风荷载。2.1基于性能的结构抗风设计理论基于性能的结构抗风设计理论，主要目标是在不一样强度水平风振的影响下，对建筑结构的安全和舒适度进行有效的控制，从而确定不同性能水准，确保在整个生命周期内的建筑物，在承担可能会出现的风振作用下，其总体成本费用

3、是最小的。2.2结构风振性能水准2.2.1风振系数作为我国目前使用得荷载规范的一个重要系数，风振系数对风载值的作用比较大。2.2.2人体舒适度在侧向力的影响下，高层建筑会出现振动的情况，如果振动处于某一个限值时，人们会产牛不舒服的感觉。人体得舒服度可以分为六个不同的等级，分别是无振感、轻微振感、中等振感、烦恼和非常烦恼以及无法忍受。2.2.3结构风振性能水准性能水准，主要是指所设计的建筑物，在可能会遭受的特定风作用下，所明确的最大容许舒服度，或者所容许的最大破坏度。主要是从舒适度和变形两个方面确定性能水准的指标。2.3结构性能目标性能目标，主要指的是所设计的建筑物，在设计风压等级的需求下，

4、满足性能水准的总和。结构性能目标，要综合考虑建筑物的使用要求、功能耍求的重耍性等等要素。2.4结构抗风计算2.4.1理论计算在计算分析的工作屮：（1）要充分的考量结构的线性，同时要充分的考量非线性恢复力特性，从而完成模型分析工作；（2）选择科学的计算方法，计算模拟风场，同时分析风振的动力时程；（3）按照不一样的性能目标，选择有效的分析方法；（4）推广实用性较强和容易掌握的计算方法，降低计算量，重视前后处理软件程序的开发和利用工作。2.4.2风洞试验风洞试验的主要目标，是对大气边界层风对建筑物产生的作用进行测量。高楼会导致比较强的地而风，对地而的破坏作用也比较大;如果高层建筑集聚在一起，群体

5、效应会危害建筑物和建筑物之间的通道，上述情况都可以利用风洞试验完成分析工作。3高层建筑结构的抗风设计3.1高层建筑结构在风荷载作用下的破坏形式在风荷载作用下，高层建筑的主体结构会出现开裂或者破坏的现象，例如:过大的位移导致框架、剪力墙等出现开裂的情况，或者过大的位移导致结构主筋屈服;层间位移导致非承重墙岀现裂缝;局部较人的风压导致玻璃、装饰物和围护结构等遭到损坏;建筑物摆动的幅度多大，或者建筑物经常发生摆动的情况，居住者会出现不舒服的感觉；由于长时间的风致振动，导致结构疲劳，从而结构容易遭到破坏。3.2高层建筑抗风的一般设计原则确保高层建筑结构拥有充足的强度，能够稳定的接受风荷载作用下的内

6、力;确保高层建筑结构拥有充足的刚度，能够对高层建筑水平作用下的位移进行控制，为居民提供良好的居住条件，为工作人员提供良好的工作条件;选用科学的结构体系，选用合理的建筑外形。在实际的情况中，使用较大的刚度，能够有效的降低风振的作用；圆形和正多边形能够有效的减小风压的数值;要尽可能的使用对称平面形状，尽可能的使用对称结构布置，降低风力偏心产生的扭转作用；要使外墙、玻璃、女儿墙和其他的围护构件拥有充足的强度，同时要使其稳定的连接主体墙，避免局部出现损坏的情况。3.3高层建筑结构抗风设计的内容3.3.1风荷载的计算根据我国建筑结构可靠度设计统一标准，在风荷载容易的过程中使用的是50年设计基准期，同

7、时使用平稳二项随机过程对荷载的随机过程进行表述。如果气流碰到建筑物，在建筑物的表层面上会出现压力，或者出现吸力，具体来说就是产生风荷载，近地风的性质、风速和风向都会对风荷载的大小产生影响，，同时建筑的高度、形状和地表面都会对风荷载的大小产牛影响。按照新规范，在计算主体结构吋，如果风荷载垂直于建筑物表面，则其标准值的计算公式如下所示，将垂直于风向的最大投影面积的作为风荷载的作用面积:M二ZWO,在这个公式屮，M主要指的是风