高层建筑的横风向风效应及风荷载非常复杂,它包括来流紊流、尾流和气动反馈三个方面的因素。虽然这一问题多年来一致受到相关研究人员的关注,但迄今为止仍然没有形成成熟的公认的理论和分析方法,在很多国家的规范中尚无相关的规定。我国《建筑结构荷载规范》也仅仅对一些简单的情况给出了规定。本项目对复杂形体超高层建筑横风向风效应及荷风载研究中的几个重要基础性问题开展研究。利用高频天平测力风洞试验测量了复杂形体超高层建筑刚性模型的横风向气动力,研究了横风向气动力的产生机理,分析了结构外形的复杂变化对横风向气动力的影响,并导出了相应的公式;对复杂形体超高层建筑进行了气动弹性模型测振风洞试验,用随机子空间方法识别了横风向气动阻尼,分析了气动阻尼的成因和各因素的影响规律,并表达成了数学公式;最后基于横风向气动力和气动阻尼的研究成果,建立了复杂形体超高层建筑的等效静力风荷载的计算方法,为这类建筑的结构设计提供了理论基础。
英文主题词super-high-rise building;wind effect;wind load;across-wind;aerodynamic force;aerodynamic damping