典型高层建筑风荷载试验研究

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1、典型高层建筑风荷载试验研究【摘要】在大气边界层风洞中开展了典型高层建筑风洞测验试验，得到了幕墙设计风荷载及主体结构设计风荷载。结果表明：墙面中间区域负风压起控制，悬挑部分以正风压控制;周边建筑的干扰效应明显，X向和Y向基底剪力最大值分别发生在60。与30°风向角。【关键词】高层建筑；风荷载；风洞试验中图分类号：TU973.213文献标识码：A文章编号：2095-2457(2018)23-0014-003D0I：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.23.004[Abstract]Windtunneltestsofatypicalhigh-risebuil

2、dingwereconductedintheatmosphericboundarylayer,andthenthedesignedwindloadsforcurtainandmainstructurewereobtained.Theresultsindicatethat：thecontrolwindloadsformiddlewallwasnegativewindpressure,andpositivewindpressureforcantileverwall；theinterferenceeffectwasobviousinfluencedbythesurroundingbuildi

3、ngs,andthelargestvalueofbasementshearforceforXandYdirectionswas60°and30°,respective!y.［Keywords］High-risebuilding；Windload；Windtunneltest1引言着设计经济的髙速发展，人口膨胀，土地资源日趋紧缺，建筑不断向高度方向发展，形成了以高层建筑为主体的建筑群体不断涌现。伴随着高强材料的使用，建筑的随着高度的增长,结构越来越柔、阻尼比越来越小，风荷载成为其主要的控制荷载之一［1,2］。现行的《建筑结构荷载规范》［3］对简单的单体建筑的体型系数有相关规定，而对于处于

4、复杂周边条件下的高层建筑风荷载并未涉及。数值模拟和风洞试验是开展待建建筑风荷载研究的主要手段，收到现有数值模拟技术的局限性，目前主要是通过风洞试验确定结构设计风荷载［4］。济南历下区金融商务服务中心位于济南市历下区经十东路,其主要功能以办公为主，兼含金融机构的商务及其他用途。由两栋塔楼构成，A塔楼高193.8米，B塔楼高140.2米，A、B塔楼由裙楼连接。按我国《建筑结构荷载规范》［3］,济南地区50年重现期、10米高度处、10分钟平均的基本风压为。本文以济南历下区金融商务服务中心A塔楼为对象，研究在有周边干扰作用下的高层建筑风荷载特性，成果可为其抗风设计提供依据，同时可为其它类似工程

5、提供参考。2.1试验概况试验是在湖南大学建筑与环境风洞实验室进行的。该风洞为直流式矩形截面边界层风洞，试验段截面尺寸为3.Om（宽）X2.5m（高），风速范围在0〜20.Om/s内可调。流场性能良好，试验区流场的速度不均匀性小于1%、湍流度小于0.46%.平均气流偏角小于0.5度。地貌类型按国家《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）[3]的C类地貌考虑，地貌粗糙度系数。在实验之前，以粗糙元、挡板和二元尖塔来模拟C类地貌的风剖面及湍流度分布，如图1所示模拟结果与目标值吻合的较好。2.2试验模型与测点布置试验模型是用ABS板制成的刚体模型，具有足够的强度和刚度。模型与实物在外形上

6、保持几何相似，缩尺比为1：300,高度为64.6cm。试验模型外表开设许多风压孔，并将模型内部挖空，装设测压管，最后将模型安放在风洞试验段，并将测压管接至电子式压力扫描阀，对建筑物幕墙表面风压进行测量。周边环境模型比例也为1：300o将模型固定在风洞试验室的转盘上，主体模型置于转盘中心，相对位置如图2及图3所示。为了测取幕墙上的风压分布，在模型外表面上共布置了个370测点。风洞试验时，每一个风向测量一组数据。风向角间隔为15°,逆时针旋转，风向角的定义如图3所示，总共有24个风向。试验时，对每个测点，采样时间为32秒，采样频率为312.5Hz,试验控制风速为10m/so2.3数据处理模

7、型试验中以压力向内(压)为正，向外(吸)为负。表面各点的风压系数由下式(1)：式中：cpi(t)是试验模型上第i个测压孔所在位置的风压系数，pi(t)是该位置上测得的表面风压值，p0和pg分别为参考点处测得的平均总压和平均静压。脉动风压可通过公式(2)来求得脉动风压均方根值Cprms：3结果分析3.1围护结构设计风荷载围护结构设计风荷载可通过两种方法获得，其一就是根据现行荷载规范给出的围护结构风荷载（见规范8.1.1-2）；另外一种方法就是根据