千米级超高层建筑风向偏转效应研究

发布时间：2024-05-12 18:16

　　随着轻质高强材料的广泛应用、新型结构体系的出现和先进施工技术的发展,超高层建筑不断涌现出来,并有向千米量级发展的趋势。对于千米级超高层建筑而言,该类建筑属于风敏感建筑,风荷载是其主要控制荷载。然而,当前的荷载规范或标准无法适应其抗风设计的需求,主要表现为如下两个问题:其一,各国荷载规范中给出的风速剖面所适用的最大高度较低(200～650 m),这虽然能为一般的超高层建筑确定风荷载,但远无法满足千米级超高层建筑的抗风设计需求;其二,各国荷载规范或标准中均假定大气边界层中的水平风向角沿高度不发生变化,然而,大气边界层理论上可分为近地面层(高度100～200 m)、Ekman层和自由大气边界层(高度1～3 km),在Ekman层内水平风向会沿高度逐渐变化,从而产生显著的风向偏转角。为解决上述问题,本文首先开展了千米高度良态风场特性的实测研究,提出了适于描述千米高度近地风特性的平均风速、风向剖面模型。其次,研究了千米高度近地风特性的风洞模拟技术和CFD数值模拟技术,在大气边界层风洞中生成了偏转风场,并建立了高保真的定常CFD数值模拟方法。之后,研究了偏转风场及相应无偏等效风场中不同气动外形(方...

【文章页数】：163 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1当代千米

第1章绪论-1-第1章绪论1.1课题背景随着轻质高强材料的广泛使用和施工技术的日臻完善，土木工程的建设正朝向超大尺度发展，越来越多的超高层建筑涌现出来。超高层建筑的兴建可以极大缓解日益紧张的土地资源。别出心裁的设计还可以使超高层建筑成为地标性建筑，从而促进当地旅游业的发展。哈利法....

图1-2风荷载链Fig.1-2Thewind-loadchain

哈尔滨工业大学工学博士学位论文-2-chain)[2]。风荷载链主要包含五个重要环节：风气候、地形效应、空气动力效应、结构力学效应和设计标准(见图1-2)。前两个环节用于确定“风场特性输入”，是后续研究结构风荷载(第三个环节)和风致响应(第四个环节)的重要基础，而“设计标准”环节....

图1-3大气边界层分层示意图

第1章绪论-3-荷载和风致响应特性与一般高层建筑有明显区别，并可能超过无偏风场作用下的风效应。因此，偏转风效应是千米级超高层建筑风荷载和抗风设计中不可忽略的重要因素，有必要对其进行深入研究。图1-3大气边界层分层示意图Fig.1-3Thesketchofthedivisionof....

图1-4风廓线雷达实物图

判别。周旭辉[40]提出了抑制地表杂物波干扰的质量控制算法，并通过风谱分析研究了降水情况下大气湍流回波识别。除外界因素的干扰，风廓线雷达系统本身也存在测风偏差。Dolman和Reid[41]发现，尽管风廓线雷达的输出经过了数据质量检验算法的控制，但仍会低估真实的大气风速，最大误差....

本文编号：3971707