超高层建筑周围风场特性实测研究

郁 雯,何浩博,熊春宝

(1.河北省土木工程诊断、改造与抗灾重点实验室,河北 张家口 075000; 2.河北建筑工程学院土木工程学院,河北 张家口 075000;3.中国铁路设计集团有限公司,天津 300142;4.天津大学建筑工程学院,天津 300072)

0 引言

随着经济的发展,城镇化进程不断加快,人口集中趋势不断加大。为了提高土地面积利用率,超高层建筑逐渐兴起[1-2]。相比于低层建筑,超高层建筑通常具有低阻尼的高柔特性,对于风荷载的作用十分敏感[3-4],因此关于超高层建筑周围风场特性的研究对于结构安全性评估具有重要意义。

国内外学者对此均进行了大量的探索:Kaimal等[5]基于一高32 m的高塔,通过在2～32 m范围内划分梯度等级,进行关于风荷载湍流尺度与建筑高度关系的探究,结果表明风荷载湍流尺度随着建筑高度的增加而减小;Shiau等[6]采用超声风速仪对脉动风速进行探究分析,结果表明在低空范围内脉动风速符合高斯分布。徐扬等[7]、季俊[8]分别采用有限容积法及风洞模拟技术对不同类型建筑物周围的风场特性进行了模拟分析,结果表明风洞试验与数值模拟技术的结合可以更精确地反映高层建筑实际风致响应特性;戎操等[9]同样基于风洞试验与有限元结合的分析方法对不同湍流强度下的大型风机叶片进行动态监测,结果表明湍流强度越大,平均风压越小,位移极差越大;王建烁等[10]以黄骅港VTS塔为研究对象,采用CFD方法对其进行风载模拟,探究建筑顶点凸起承载结构周围风……