方智远　汪之松　李正良

摘   要：為研究雷暴冲击风作用下高层建筑风荷载的频域特性，采用冲击射流装置模拟雷暴冲击风，对5个不同深宽比（D/B）的矩形高层建筑模型进行测压试验. 根据试验数据，对模型层风荷载功率谱、相关系数以及相干性进行了详细分析. 结果表1明：阻力系数谱基本与顺风向风速谱保持一致，随着径向距离的增加，阻力系数谱的频带变宽，主频及能量逐渐减小;升力及扭矩系数谱随模型深宽比的增大而有所差异，但变化不明显，考虑主要是受雷暴风近地面特殊的湍流风场影响;径向距离和模型深宽比对层阻力系数的相关性影响较大，对升力和扭矩系数的相关性影响相对较小;层阻力系数相干性随频率的增大呈线性减小;层升力系数相干性在低频段保持平稳，而后呈指数衰减，层扭矩系数相对较小，且随频率的增大而按指数率迅速衰减.

关键词：雷暴冲击风;高层建筑;功率谱;相关系数;相干函数

中图分类号：TU973.213                             文献标志码：A

Frequency Domain Characteristics of Wind Loads

on High-rise Buildings under Thunderstorm Downburst

FANG Zhiyuan1，WANG Zhisong1，2？，LI Zhengliang1，2

（1. School of Civil Engineering，Chongqing University，Chongqing 400045，China;

2. Key Laboratory of New Technology for Construction of Cities in Mountain Area （Chongqing University）

of the Ministry of Education，Chongqing 400045，China）

Abstract：In order to study the frequency domain characteristics of wind loads on high-rise buildings under downburst，using the impinging jet device to simulate thunderstorm downburst，pressure test was carried out on rectangular high-rise building models with different aspect ratios（D/B）. According to the test data，the power spectrum densities，correlation coefficients and coherence were analyzed in detail. The results show that the drag coefficient spectra are consistent with those of longitudinal wind spectrum of oncoming wind. With the increase of radial distance，the bandwidth of the drag coefficient spectrum becomes wider，and the main frequency and energy gradually decrease. The lift and torque coefficient spectra vary with the increase of the aspect ratio of the models，but the change is not obvious，which may be mainly affected by the special turbulent wind field of thunderstorm downburst. The radial distance and the aspect ratio have greater influence on the correlation of the drag coefficient，but less on the correlation of the lift and torque coefficients. The coherence of layer drag coefficient decreases linearly with the increase of frequency. The coherence of layer lift coefficient keeps stable in low frequency band，and it decreases exponentially with the increase of frequency. The layer torque coefficient is relatively small，and it decreases exponentially with the increase of frequency.

Key words：thunderstorm downburst;high-rise building;power spectrum;correlation coefficients;coherence function

风荷载是高层建筑结构设计的主要控制荷载，以往对于风荷载的研究主要集中在边界层风场. 随着风工程研究的逐步深入，越来越多的学者开始将目光转向台风、龙卷风以及雷暴冲击风等的研究. 雷暴冲击风是雷暴天气中下沉气流冲击地面形成的一种灾害性强风，是许多非台风地区极值风速出现的主要原因，在世界各地造成了大量工程结构破坏[1]. 开展雷暴冲击风作用下高……