山地超高层建筑风致响应研究-振动与冲击.pdfVIP

振　动　与　冲　击 第３０卷第５期 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．５２０１１　  山地超高层建筑风致响应研究 １ １ ２ １ 李正良 ，魏奇科 ，黄汉杰 ，孙　毅 （１．重庆大学 土木工程学院，重庆　４０００４５；２．中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所，四川　绵阳　６２１０００） 　　摘　要：风在山地地形的干扰下，其幅值和空间分布规律相对平地均会发生较大改变，尤其是山顶处风速有明显 增大。如果不考虑山地的影响，仍然用平地边界层风场进行高层建筑维护结构和整体结构计算将偏于不安全。以前对山 地风场的研究多限于平均风的变化，而对于脉动风的湍流特征和频域特性较少提及，且缺少山地与平地风场中超高层建 筑风致响应计算的对比。本文建立了钟形、高斯形、余弦型几种轴对称三维山体模型，通过数值计算得到了不同山体坡度 下山顶平均风加速比。计算结果显示，山顶平均风有较大的增大效应，最大加速比可达１．７，且反函数拟合结果与模拟结 果更加吻合。通过与风洞试验结果的对比可见，平均风的数值模拟有较高准确性，湍流与试验相比还有一定差别。通过 某超高层建筑的风振响应分析表明，山地风的增大效应对超高层建筑整体响应计算不可忽略，位移响应增大比例最大可 达２０％。 关键词：山地风场；ＣＦＤ；风洞试验；超高层建筑；风致响应 中图分类号：ＴＵ９７３＋．３１　　　文献标识码：Ａ Ｗｉｎｄｉｎｄｕｃｅｄｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｓｕｐｅｒｔａｌｌｂｕｉｌｄｉｎｇｓｉｎｈｉｌｌｙｔｅｒｒａｉｎ １ １ ２ １ ＬＩＺｈｅｎｇｌｉａｎｇ，ＷＥＩＱｉｋｅ，ＨＵＡＮＧＨａｎｊｉｅ，ＳＵＮＹｉ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４５，Ｃｈｉｎａ； ２．ＣｈｉｎａＡｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｓＲｅｓｅａｒｃｈ＆ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｅｎｔｅｒ，Ｍｉａｎｙａｎｇ６２１０００，Ｃｈｉｎａ） 　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅｃｈａｎｇｅｓｏｆａｍｐｌｉｔｕｄｅａｎｄｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｗｉｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙｔａｋｅｐｌａｃｅｕｎｄｅｒｉｎｔｅｒｆｅｒｉｎｇ ｏｆｈｉｌｌｙｔｅｒｒａｉｎ．Ｗｉｎｄｌｏａｄａｎｄｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｓｕｐｅｒｔａｌｌｂｕｉｌｄｉｎｇｓａｔｓｐｅｃｉａｌｌｏｃａｔｉｏｎｓｉｎｈｉｌｌｙｔｅｒｒａｉｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｏｍｔｈｏｓｅｉｎｆｌａｔｔｅｒｒａｉｎ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｗｉｎｄｉｎｄｕｃｅｄｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｓｕｐｅｒｔａｌｌｂｕｉｌｄｉｎｇｓｉｎ ｆｌａｔｔｅｒｒａｉｎｍａｙｂｅｕｎｓａｆｅｕｎｄｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｈｉｌｌｙｔｅｒｒａｉｎ．Ｐｒｅｖｉｏｕｓｓｔｕｄｉｅｓｗｅｒｅｍａｉｎｌｙｆｏｃｕｓｅｄｏｎｍｅａｎｗｉｎｄｓｐｅｅｄｕｐ ｅｆｆｅｃｔ，ａｎｄｖｅｒｙｆｅｗｓｔｕｄｉｅｓｏｎｔｕｒｂｕｌｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｐｕｌｓｉｖｅｗｉｎｄａｒｅｉｎｖｏｌｖｅｄｗｉｔｈｔｈｉｓｓｕｂｊｅｃｔ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅｒｅｉｓｎｏ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｗｉｎｄｉｎｄｕｃｅｄｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｓｕｐｅｒｔａｌｌｂｕｉｌｄｉｎｇｓｉｎｈｉｌｌｙｔｅｒｒａｉｎａｎｄｔｈｏｓｅｉｎｆｌａｔｔｅｒｒａｉｎ． Ｈｅｒｅｉｎ，ｓｅｖｅｒａｌｋｉｎｄｓｏｆ３Ｄｈｉｌｌｍｏｄｅｌｉｎｃｌｕｄｉｎ