矩形截面高层建筑立面上面风压极值的尺度折减系数
2021-04-01张正维
同济大学学报(自然科学版) 2021年3期
全 涌,王 翔,张正维
(1.同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092;2.奥雅纳工程咨询(上海)公司,上海,200031)
为了简化起见,工程设计中常常有人直接采用测点风压的最不利值进行围护结构设计,这默认受压面上不同位置处的风压时程是同步变化的。但实际情况并非如此,受压面上的风压在时间和空间上都是不断变化的,面积平均风压(下文简称“面风压”)极值将随受压面的增大而减小,这种效应一般用尺度折减系数或者尺度折减系数来表达[1]。
Marshall[2]对一栋单层住宅进行了风压现场实测和模型风洞试验,并对屋盖表面某些测点的风压时程进行加权平均处理来计算作用于较大面积上的极值风压,结果表明随着受压面的增大,极值风压显著减小;Davenport等[3]通过面积平均方法研究了风压极值随受压面增大而衰减的规律以及屋盖不同位置的尺度折减系数的变化规律;Lawson[4-5]针对围护结构尺度折减效应提出了移动平均法,并建议所给公式中的参数K取4.5;Stathopoulos等[6]采用气动总管方法测量得到高层建筑围护结构风压系数随受压面积增加的减小的曲线;梁益[7]根据高层建筑表面密集布点的风压测量结果,认为极值负压下Lawson[5]公式K值为3.7,极值正压下K值为2.2;Gavanski等[8]根据NIST数据库中的低矮建筑风压数据,用面积平均方法确定墙面的风压系数并与日本规范AIJ(2004)和美国规范ASCE7-10中随受压面面积变化的风压系数进行对比,发现AIJ规范高估了10 m2以上受压面上的极值负风压,而低估了其正极值风压;……
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