建筑间夹缝立面风压分布特性风洞试验

根据某金融大厦的双层玻璃幕墙墙面,制作了缩尺比为1/40的大比例节段模型和1/150的整体模型,分别进行风洞试验。试验表明,外层幕墙的内侧面压力和内层幕墙的外侧面压力几乎相等;当通风口打开或一半打开时,外层幕墙的净风压很小,内层幕墙风荷载与单层幕墙几乎相等;当通风口封闭时,外层幕墙的风荷载与单层幕墙的相近,而内层幕墙的压力很小。

在大气边界层风洞中模拟了b、c、d三类地貌的风场,对矩形和方形模型进行了风洞试验,分析了不同风场下矩形和方形模型的风压分布、顺风向脉动风压功率谱和风压空间相关性。结果表明：b、c、d三类风场下,平均风压系数逐步减小,脉动风压系数逐步增大,顺风向脉动风压功率谱峰值对应频率基本一致;顺风向脉动风压功率谱分布特征随高度变化不大;风压水平和竖向相关性随距离增加而减小;湍流度的增大使得迎风面水平和竖向风压相关性增大。

基于一栋立面上有多个开洞的矩形截面超高层建筑的刚性模型表面压力测量风洞试验结果,分析了矩形截面超高层建筑在长边立面上不同开洞工况下建筑各表面平均风压系数和最不利风压系数的变化规律。试验结果表明:当建筑长边迎风时,开洞使得背风面洞口附近的平均风压系数绝对值增大,但迎风面上的平均风压系数变化很小;当建筑短边迎风时,开洞对洞口附近的平均风压系数和最不利正风压系数均只有微弱影响,但对其最不利负风压系数却有很大影响,特别是中部开洞,将使其周围的最不利负风压系数增大一倍以上;开洞对短边立面上的最不利风压系数不产生明显的影响。为有结构开洞的高层建筑洞口附近的围护结构设计提供了参考数据。

对低层双坡屋面和四坡屋面建筑进行了风洞试验研究,考虑了屋面形式、屋面坡度、来流方向和挑檐长度等不同因素对屋面风压分布的影响,分析了屋面平均和脉动风压系数的分布特性。结果表明,0°风向角(来流垂直吹向屋脊)、屋面坡度为30°时,迎风屋面屋檐及屋脊附近形成较高负压,迎风屋面风压系数呈环状分布;屋面坡度为15°时,迎风屋面风压系数呈阶梯状分布。屋面体型系数受风向角、屋面坡度和屋面形式的影响较大:0°风向角、双坡屋面模型中,15°屋面坡度迎风屋面体型系数为30°屋面坡度的2.76倍;四坡屋面模型中,15°屋面坡度迎风屋面体型系数为30°屋面坡度的2.28倍;背风屋面体型系数受屋面坡度的影响较小;0°和45°风向角下,对于15°和30°屋面坡度,当屋面坡度相同,屋面形式由双坡改为四坡时,迎风屋面的体型系数绝对值有所增大,屋面更容易受力破坏,但对背风屋面的影响较小。

用计算机数值模拟风作用下高层建筑周围的紊流流场,从而得到高层建筑外表面上的风压分布沿侧风面长度方向的变化规律,并对风压及风压系数进行数学回归,拟合风压系统分布公式,为建筑结构风荷载和暖通渗风量的计算提供依据。

通过风洞测力试验,研究了不同沙浓度和风速条件下风沙对低矮建筑整体受力的影响。研究结果表明:和净风工况相比,风沙对低矮建筑整体受力有着较大影响。风沙对低矮建筑平均基底剪力系数有着明显的增大作用,且沙浓度越大,增大的越明显。而对于脉动基底剪力系数的影响,除了与沙浓度有关之外,还与指示风速有关。当风速较小时,风沙增大了试验房的脉动效应,而当风速较大时,风沙减小了试验房的脉动效应。

以220kv角钢输电塔为研究对象,设计制作了1∶2.5的大比例刚性节段模型,在均匀湍流场中进行同步测压风洞试验,获得了输电塔主材、斜材和辅材杆件的风压分布规律和体型系数沿杆件展长的分布.归纳了风荷载对塔身各杆件的作用特点以及体型系数随风向角的变化规律.对于角钢杆件,当角钢内角迎风时,阻力系数与升力系数均较大,杆件处于双向受力状态.对整塔段的体型系数进行了试验值和国内外规范取值的对比.结果表明:按我国规范取值偏小,试验值与国外规范取值接近.

　第28卷　第1期空气动力学学报vol.28,no.1　 　2010年2月actaaerodynamicasinicafeb.,2010　 文章编号:025821825(2010)0120082206 低层房屋屋面平均风压的风洞试验和数值模拟 顾　明1,赵雅丽1,黄　强1,黄　鹏1,全　涌1,谢壮宁2 (1.同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092;2.汕头大学土木学院,广东515063) 摘　要:对我国沿海地区常见低层双坡房屋模型进行风洞试验,获得屋面平均风压分布;同时对相同形状的实际建 筑采用数值模拟方法计算了屋面的风压分布。结果表明数值模拟和风洞试验结果在整体趋势上吻合较好。这表 明数值模拟方法可以和风洞试验相结合,为低层房屋的抗风设计提供参考依据。结果还表明,

按照相似准则,设计制作了精细的角钢输电塔气弹模型,基于过境台风气象资料和台风风场模型确定了工程所在地区的风场参数,并进行了b类风场和台风风场的测振对比试验,研究了台风风场作用下角钢塔的风振特性。试验结果表明:两类风场作用下,角钢塔的风振特性基本相似,各风向角下除了塔身整体双向弯曲振动外,还伴随了较明显的塔头扭转振动,导致各工况下横担端部测点的加速度响应约为相近高度塔身的1.56～2.45倍,因此长横担角钢输电塔的风致扭转振动值得注意;相比b类风场,台风风场的高湍流特性导致顺风向风振响应增大明显,为b类风场的1.3～1.6倍,但横风向风振响应增大并不明显,这也说明横风向风振响应主要与结构本身特征湍流相关,与来流的湍流度相关性较弱。

分析了某高层建筑的多通道同步测压风洞试验。利用随机振动理论计算了结构等效静力风荷载,分析了风荷载随风向的变化关系,计算了结构顶部峰值加速度响应,对居住者舒适度进行了评价。

桥梁应具有抵抗风作用的能力,特别是大跨度桥梁,其柔性较大,设计时必须考虑颤振、抖振、涡激振动等空气动力问题,通过抗风设计、风洞试验、抗风措施来确定桥梁风荷载和抗风性能是大跨度柔性桥梁抗风研究的主要手段。

基于列车穿越大风区时其气动力显著增大,可能导致列车脱轨及倾覆等事故,采用风洞试验方法研究不同高度挡风墙下动车组气动特性和触网处风速,分析大风环境下高速铁路挡风墙的防风效果进而比选确定挡风墙结构主要参数。研究结果表明:动车组在平地情况下的升力系数、侧力系数和倾覆力矩系数随侧滑角的增大而增大；当设置2.5m高挡风墙时,动车组的升力系数、侧力系数和倾覆力矩系数的绝对值均大幅度降低；当挡风墙增高至5.0m时,对动车组有一定的防护作用,但其防护性能比2.5m高挡风墙的防护效果差；设置2.5m高挡风墙对接触线有一定防护效果,5.0m高挡风墙使得接触线和承力索处的风速均大幅度下降,最小降幅达到55%,说明5.0m高挡风墙对接触网有更好的防护作用。综合考虑挡风墙对动车组倾覆的安全防护、接触网的防护及其自身加强措施、结构的经济合理性,建议大风区高速铁路挡风墙的合理高度为轨面以上2.5m。

规范所提供的风荷载远远不能满足现代复杂建筑结构的抗风设计要求,必须进行风洞试验.对不同结构类型及部位(如高层结构、大跨屋盖、玻璃幕墙等)所需要的风洞试验资料及风荷载参数都是不同的,简单地提供建筑物的抗风设计参数不能满足各结构物和维护体系设计的需要.本文切合实际结构,建立了面向各类结构物各抗风设计阶段的风洞试验方法.

大跨屋盖结构风效应的风洞试验与原型实测研究——以广州国际会展中心为工程案例，进行了刚性模型风洞试验和有限元模态分析，在此基础上计算了屋盖的风致位移响应，结果表明，对于屋盖风振响应影响最大的因素是结构的基阶振型，其次才是风荷载；随着阻尼比的增加...

进行了榆林机场航站楼的测压风洞试验,研究了建筑物各墙面存在开孔较大且不均匀时所造成的内部压力改变对建筑物体型系数的影响,并通过与《建筑结构荷载规范》gb50009-2001中关于体型系数、内部压力系数规定的比较,提出了关于风荷载体型系数的几点修订建议。

由于壁面的存在，风洞试验模拟的流场与真实大气的自由流场存在差别．在特定情况下，阻塞效应将对流场和建筑风荷载产生严重影响，导致风洞试验数据产生较大误差．然而，当前结构风工程研究人员对阻塞效应的认识尚且不足．首先，简要介绍了阻塞效应的机理，并归纳了阻塞效应对流场和建筑风荷载的影响．然后，总结了阻塞效应的影响因素（来流特性，建筑的外形、数量和布置方式等），回顾了涉及试验和数值模拟的阻塞效应修正方法，并列出了重要文献中对阻塞比的规定．最后，提出了今后值得研究的方向．

高月建镐嘶，铽铷 建筑物表面风压分布随迎风面宽度 变化的数值模拟丁，7j多 武文斐 ‘包头钢铁学院 李义科 014010)‘武祝冶金科技大学建筑工程学院43~007) 高层建筑外表面上的风压大小及其分布，对于 结构风荷裁和采暖设计中的玲风落透量的计算，是不 可缺少的资料．建筑外表面上的风压是个面分布，也 就是说．不但沿高度方向风压是变化的．沿宽度方向 风压也是变化的．而迄夸尚来看到比较系统地反映 高层建筑外表面上风压的面分布规律的资料．笔者 采用数值模拟的方法，对不同建筑物宽度，在不同风 速作用下流场、压力场进行了数值计算，求解出不同 宽度下的风压和风压系数分布规律及其数据．以数 值计算的风压系数数据为基础，进行数学回归，拟台 出不同宽度下的风压系数分布公式． 1控恻方程 只考虑稳态、紊流时的情况，且近似认为空气不 可压缩．对

风洞试验是研究建筑结构表面风压分布规律的最重要且有效的技术手段。利用nh-2型风洞研究设施塑料大棚表面风压分布规律,风洞为串置双试验段闭口回流风洞,风速连续可调,最高风速为90m/s。试验模型的几何缩尺比为1∶6,模型表面共布置192个测点,其中端面布置3排测压点,共63个测点,模型固定在风洞转盘上,试验风向角从0°到180°,间隔15°,共13个风向角。测量和分析不同风向角下设施大棚表面的风压系数和分布规律,并推导出了设施大棚各区域发生风灾的临界风速。结果表明:设施大棚迎风面以风压力为主,迎风边缘等值线密集,风力梯度大;背风面则受风吸力影响,风力变化平缓。在不同风向角下,设施大棚各迎风区域风压系数均由正压向负压过渡,在此过程中出现了零压区;而一直背风的区域风压系数均为负值。在45°风向角下,大棚顶端迎风边缘最高点处的负压达到最大。根据公式推导出各区域的临界风速,设施大棚顶部两侧区域受风吸力影响最大,最小临界风速为14.5m/s,研究为设施大棚的风灾防御提供科学依据。

利用开路式风洞系统和sympatec激光粒度仪测试了参考喷头的雾谱尺寸以此作为喷头雾谱等级的依据。对扇形雾喷头在不同压力、风速、喷头与激光粒度仪距离情况下的雾滴粒径、数量和范围进行了试验。试验结果表明,压力、风速、喷头与激光粒度仪之间距离的增大,都导致扇形雾喷头的雾滴体积中径变小,尺寸小于150μm的雾滴占全部雾滴体积的百分比变大,增加了农药脱靶飘移的可能性,同时压力和风速的增大都导致部分喷头的雾谱等级降低。为了保证激光粒度仪对雾滴粒径测试结果的可靠性,可以使用风洞试验和调整喷头与激光粒度仪的距离,来减小因细小雾滴通过激光束过程中速度迅速衰减而对测量结果带来的影响。

本文对上海、杭州三幢高层建筑表面风压模型风洞试验的主要结果进行了分析对比，探讨了复杂体形双塔楼高层建筑表面风压分布特征，为保证高层建筑大型玻璃幕墙在强风暴作用下的安全可靠提供了设计参数。

建筑物表面风压分布随迎风面高度变化的数值模拟研究＊李义科武文斐符永正（包头钢铁学院环境工程系０１４０１０）（武汉冶金科技大学建筑工程学院４３５００７）高层建筑外表面上的风压大小及分布，对于结构风荷载及采暖设计中的冷风渗透量的计算，是不可缺少的资料。国...

建筑物表面风压分布随侧风面长度变化的数值模拟研究＊李义科武文斐符永正（包头钢铁学院０１４０１０）（武汉冶金科技大学建筑工程学院４３５００７）１序言高层建筑外表面上的风压大小及分布，对于结构风荷载及采暖设计中的冷风渗透量的计算，是不可缺少的资料。国内外...