高层建筑等效风荷载风洞试验研究

任晓峰

(武汉船舶职业技术学院，武汉 430050)

摘要：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。

关键词：高层建筑；风洞试验；风致响应；等效风荷载

doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2015.03.022

Abstract:This paper presented the analysis results of wind load acting on a tall building determined in the wind tunnel test by synchronous multi-pressure sensing system.The equivalent static wind load was calculated based on the random vibration theory.The variation of wind load with wind direction was analyzed.The peak acceleration response at the top of the structure was calculated.The comfort of occupant was evaluated.

收稿日期：2015-04-09.

作者简介：任晓峰(1964-)，高级工程师.E-mail:zhouqinghuajzfy@163.com

Wind Tunnel Test of Wind Load Acting on a Tall Building

RENXiao-feng

(Wuhan Institute of Shipbuilding Technology,Wuhan 430050,China)

Key words:tall building;wind tunnel tests;wind-induced responses;equivalent static wind load

1研究对象简介

某高层建筑主塔楼均为55层，高度175 m，建筑平面长宽约为21.05 m×25.45 m。由于该建筑高宽比超限，需要进行风洞试验[1]，为抗风设计提供计算参数。该高层建筑处在台风多发地区，且周边大多为大体量超高层建筑群，风场环境较复杂，风荷载成为设计控制荷载之一。本高层结构自振频率见表1，一阶振型为Y向振动，二阶振型主要表现为X向振动。结构抗风设计时采用50年及100年一遇基本风压[2]，分别为0.50 kN/m2与0.60 kN/m2，计算时建筑物结构阻尼比分别取0.050与0.035。

表1　结构前5阶频率分布

2计算方法

超高层建筑作为悬臂结构，其风致响应的运动微分方程可以写为

3风洞试验简介

风压试验所使用模型采用有机玻璃材料制作，在其表面开设一定数量的风压孔，保持气密状态，将模型内部装设风压管，模型安放在风洞试验台，风压管接至电子式压力扫描阀，测量模型在风洞试验中风压孔处表面风压[3]。

本高层建筑结构风洞模型为3.0 m×3.0 m(宽×高)的矩形，试验风速在1.0～40.0 m/s内可调。试验以主建筑物为中心，模拟直径500 m范围内的周边主要建筑及大致地形地貌，模型置于风洞转盘上，进行数据测量。……