文档介绍：√超高层建筑的风荷载:风洞试验和数值模拟⑧重庆大学博士学位论文学生姓名:Feras A1Zoubi(费拉斯) 指导教师:李正良教授‘专业:结构工程学科门类:工学重庆大学土木工程学院二O—O年四月国家自然科学基金项目(90715024) Degree of Doctor ofEngineering By Feras AlZoubi Supervised by: Zhengliang Maj or:Structural Engineering College of CivilEngineering ofChongqing University, Chongqing,China April 2010 Project Supploned by the NationalNaturalScienceFoundation ofChina(907 5024) 为了广大结构工程师和学者最为关心的问题,并因此进行了大量的数值模拟和风洞试验研究。本文主要通过风洞试验和数值模拟方法,对风荷载作用下正方形截面超高层建筑结构的动力特性进行了深入的研究。目前,在超高层建筑设计过程中,风洞试验已被广泛采用。数值模拟一个强大的工具,它能为设计风压提供详细有用的信息,是风洞试验的有效补充。近来,计算科学的不断发展为高层建筑风荷载的数值模拟新方法提供了可能。由于在初步设计阶段,传统的风洞试验既耗时且昂贵,所以本文的另一个目的就是寻求合适的预测高层建筑风压和建筑环境风速的数值模拟方法。本文以重庆国际开发金融大厦为实例进行研究。重庆已经有12栋超过200米的建筑,该建筑结构位于重庆市渝中区中央商务区地段,周围分布着许多高层建筑。该高层建筑共64层,总高295米,截面基本为正方形,,超过了现行中国设计规范和标准。该高宽比表明该建筑柔性较大,需对该超高层建筑结构进行风荷载作用下深入实例分析。为了研究该超高层建筑在风荷载作用下的响应并对设计提供参考,进行了以下三项风洞试验: 。试验包括不考虑和考虑周围其他建筑影响两种工况。详细讨论了该结构的风力系数、风荷载谱特性和风荷载自相关、互相关函数,以及位移和加速度响应。这些结果都明显的反映出周围建筑对该超高层建筑脉动风荷载的影响。 。通过采用表面风压测量设备,采集了试验模型各个测点位置的风压系数。同时,也测出了结构模型表面的正、负风压的分布情况,为结构设计提供了依据。通过建筑模型表面风压的分布情况,得到了周围建筑对该建筑风压分布的影响情况。行人高度风环境测试。风洞试验中,通过采用行人高度风测量探头测出行人高度风速,并采用风速比评估标准,分析了行人高度风速分布情况,得出此建筑周边行人风环境较好。 Chongqing University,PhD Thesis ,得出此建筑周围行人风环境满足要求。。,对该建筑周围行人高度风环境的舒适度进行了评估,并分析了该建筑表面风压分布。数值模拟结果和设计规范进行了对比分析。通过三维湍流模型Realizablek-￡稳态计算模拟,得出结构表面正负风压的分布情况与风洞试验中测得的模型表面风压分布情况比较吻合。湍流模拟为该建筑周围的风环境提供了有价值的参考。因此,在高层建筑初步设计阶段,建议能利用数值模拟方法来了解结构表面风压分布情况和风荷载对结构的其他影响。通过该高层建筑风洞试验与数值模拟的联合应用,更加深入的了解了风对正方形截面超高层建筑的影响。本文的结论将对风荷载作用下,正方形截面高层建筑结构的初步设计提供依据,同时对超高层建筑的设计和研究有一定的实际参考价值。关键词:超高层建筑,风荷载,风洞试验,高频动态天平,CFD,Realizable k-￡, 风压,干扰效应 Greaternumbers ofhigh—rise buildings havebeen erected incitiesaround the world in recent years,with thousands oftallbuildingsbeing constructed inChinese tallbuildingsusually areconstructed ofhigh—strength and/orrelatively lightweight structurestend tobemore flexibleand more lightly dam