壁面粗糙度对高层建筑风荷载特性影响的研究

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随着经济发展,土地资源愈发紧张,高层建筑结构是未来发展趋势,已经广泛地运用于工程实践中。风荷载是高层建筑水平作用力的主要考虑荷载之一,因此,对高层建筑风荷载特性的研究越来越显得重要。复杂建筑壁面的高层建筑也越来越普及,由于阳台等建筑壁面粗糙物对高层建筑风荷载有一定的影响,然而国内外研究文献极多数为光滑壁面建筑,关于建筑表面粗糙度对高层建筑风荷载特性的研究甚少,我国相关的建筑规范和标准也尚未提及这一方面。因此本文主要针对高层建筑壁面粗糙度对风荷载影响展开了一系列研究,为其在工程实践中的应用提供设计参考。本文的研究目标旨在采用风洞试验和数值模拟两种方法来模拟研究高层建筑壁面粗糙度对高层建筑风荷载特性的影响。试验分别采用两种典型建筑截面(矩形截面和圆形截面)的刚性壁面模型,对壁面采用表面贴条方式处理模型壁面,通过刚性高层建筑结构模型风洞试验研究,研究发现,在迎风面壁面粗糙度的增加对高层建筑风压系数有增大作用,在背风面粗糙度增加就显示出了遮挡效应;数值模拟研究采用高精度网格建立的非结构化网格,模拟光滑与粗糙的刚性壁面模型在相同地貌风场下的风载特性情况,获取高层建筑的平均风压,风压系数,风速特征,表面风压分布等重要参数。通过风洞试验和数值模拟数据的对比分析,粗糙度对建筑尾流,建筑周围风环境,风压系数最值都有一定的影响。
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