復(fù)雜體型高層建筑表面風(fēng)壓分布及風(fēng)荷載特性試驗(yàn)

吳雪+李秋勝+李毅

建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào)2014年文章編號(hào)：16732049(2014)01007607

收稿日期：20131012

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51178179）

作者簡介：吳雪（1989），女，重慶市萬州人，工學(xué)碩士研究生

摘要：以成都某復(fù)雜體型超高層建筑為研究對象，在大氣邊界層風(fēng)洞中對其進(jìn)行了單體建筑剛性模型測壓試驗(yàn)，對模型表面風(fēng)壓的分布規(guī)律進(jìn)行了討論；利用隨機(jī)振動(dòng)理論在頻域內(nèi)計(jì)算了基礎(chǔ)等效靜力風(fēng)荷載和結(jié)構(gòu)頂部加速度響應(yīng)，并將風(fēng)荷載試驗(yàn)結(jié)果與中、日兩國最新規(guī)范的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明：復(fù)雜體型高層建筑表面風(fēng)壓的分布規(guī)律與常規(guī)截面高層建筑基本保持一致，但是受到建筑體型的影響，個(gè)別立面的風(fēng)壓分布會(huì)出現(xiàn)與中國規(guī)范規(guī)定值完全相反的結(jié)論；同時(shí)，在局部區(qū)域會(huì)出現(xiàn)比規(guī)范值偏大的結(jié)果，由風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算得到的順風(fēng)向基底剪力和彎矩均大于中、日兩國規(guī)范的計(jì)算結(jié)果，且日本規(guī)范的計(jì)算結(jié)果要大于中國規(guī)范的計(jì)算結(jié)果。所得結(jié)論可為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑；風(fēng)洞試驗(yàn)；風(fēng)壓分布；風(fēng)壓系數(shù)；等效靜力風(fēng)荷載

中圖分類號(hào)：TU973.32文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Test on Surface Wind Pressure Distributions and Wind Load

Characteristics for Complex Shape Highrise BuildingWU Xue1, LI Qiusheng1,2, LI Yi1

（1. School of Civil Engineering, Hunan University, Changsha 410082, Hunan, China; 2. Department of

Civil and Architectural Engineering, City University of Hong Kong, Hong Kong, China）Abstract: Based on the wind tunnel test of the rigid model of a complex shape highrise building in Chengdu in the atmospheric boundary layer, the surface wind pressure distribution laws of model were discussed. The equivalent static wind loads and windinduced acceleration responses of top structure were calculated based on the wind tunnel results and compared with those estimated from Chinese and Japanese building design codes by using random vibration theory calculations of the model in the frequency domain. The results show that surface wind pressure distribution characteristics of complex shape highrise building are coincided with those of conventional crosssection highrise building. But the individual facade and normative pressure distribution results will appear the opposite conclusions owing to building size impacting. Meanwhile, in the local area, test results will be larger than the standard value results. The downwind base shear and bending moment calculated by the wind tunnel test results are greater than that by Chinese and Japanese codes, and calculation results of Japanese code are bigger than those of Chinese code. The conclusions obtained in the paper can provide reference for structural design of similar projects.

Key words: highrise building; wind tunnel test; wind pressure distribution; wind pressure coefficient; equivalent static wind load

0引言

隨著科學(xué)技術(shù)和施工工藝的不斷發(fā)展，建筑材料變得越來越質(zhì)輕、高強(qiáng)及抗震，這使得建筑物的高度越來越高。建筑物高度的增加、結(jié)構(gòu)體系的改進(jìn)、大量輕質(zhì)材料的使用，使得高層建筑的阻尼變小，結(jié)構(gòu)柔度變大，對風(fēng)荷載更加敏感，這對結(jié)構(gòu)風(fēng)工程提出越來越高的要求［12］。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，水平荷載逐漸取代豎向荷載成為控制荷載，抗風(fēng)設(shè)計(jì)成為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最重要的環(huán)節(jié)［34］。

對于常規(guī)截面，如矩形、方形、正六邊形等的高層建筑，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，可以按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50001—2012）［5］中的相關(guān)規(guī)定對風(fēng)荷載進(jìn)行估算，規(guī)范中的風(fēng)荷載計(jì)算理論也大多基于常規(guī)截面的豎向懸臂型結(jié)構(gòu)。近年來，為了滿足高層建筑立面分區(qū)的不同功能，高層建筑的體型逐漸復(fù)雜化，現(xiàn)有規(guī)范已不能準(zhǔn)確地指導(dǎo)復(fù)雜體型高層建筑風(fēng)荷載的估算。相對現(xiàn)場實(shí)測、數(shù)值模擬等手段，風(fēng)洞試驗(yàn)是此類高層建筑進(jìn)行抗風(fēng)設(shè)計(jì)的有效手段［69］。

四川成都地區(qū)某復(fù)雜體型超高層建筑由75層高檔酒店（A塔，結(jié)構(gòu)主體高度為314 m，建筑幕墻高為333 m）和6層豪華公寓（B，C塔，結(jié)構(gòu)主體高度為228 m）組成，帶有4層裙樓。結(jié)構(gòu)體系采用“帶連系桁架的型鋼混凝土框架＋多個(gè)剪力墻筒體”的結(jié)構(gòu)體系，A塔和B，C塔平面均為L型，B，C塔之間采用約30層高的連體結(jié)構(gòu)相連。本文中筆者在大氣邊界層風(fēng)洞中對單體建筑表面風(fēng)壓分布特性進(jìn)行了研究，并將基底剪力和彎矩的試驗(yàn)結(jié)果與中國、日本規(guī)范的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對比分析，取得了一些有意義的結(jié)論，該結(jié)論可為今后類似工程的設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范的修訂提供理論依據(jù)。

1風(fēng)洞試驗(yàn)

1.1試驗(yàn)概況

風(fēng)洞試驗(yàn)是在湖南大學(xué)建筑安全與節(jié)能教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的HD3大氣邊界層風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的。試驗(yàn)段為3.0 m×2.5 m，風(fēng)速在0～20 m·s-1范圍內(nèi)可調(diào)。風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ涂s尺比為1∶400（圖1）。試驗(yàn)過程中采用二元尖塔和粗糙元來模擬大氣邊界層平均風(fēng)速和湍流強(qiáng)度分布。根據(jù)該項(xiàng)目所處位置圖1風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

endprint

Fig.1Wind Tunnel Test Model的地貌特點(diǎn)，并結(jié)合中國《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009—2012）中對地面粗糙度的分類規(guī)定，在本次試驗(yàn)中模擬了相應(yīng)的C類地面粗糙度風(fēng)場。圖2（a），（b）分別為流場調(diào)試后得到的C類地面粗糙度的平均風(fēng)速剖面和湍流強(qiáng)度分布剖面，其中，v為平均風(fēng)速，lu為湍流強(qiáng)度。

圖2平均風(fēng)速及湍流強(qiáng)度分布剖面

Fig.2Profiles of Mean Wind Speed and

Turbulence Intensity Distribution1.2試驗(yàn)?zāi)Ｐ图皽y點(diǎn)布置

風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ褪怯帽╇?丁二烯/苯乙烯共聚物板（ABS板）制成的剛體模型，幾何外形與實(shí)際建筑保持相似。主體模型具有足夠的強(qiáng)度和剛度，在試驗(yàn)中不會(huì)發(fā)生明顯的變形和振動(dòng)現(xiàn)象，可以保證壓力測量的精度。風(fēng)向角示意如圖3所示。為準(zhǔn)確測量建筑表面風(fēng)壓分布，在建筑物幕墻表面共布置了512個(gè)測點(diǎn)，沿高度方向下疏上密，在平面拐角區(qū)域測點(diǎn)加密，在頂部幕墻及雨篷處布置了雙測點(diǎn)層。風(fēng)向角從0°~360°變化，風(fēng)向角變化間隔為15°。試驗(yàn)過程中，不同風(fēng)向角度各測點(diǎn)風(fēng)壓時(shí)程采樣頻率為312.5 Hz，滿足文獻(xiàn)［10］中信號(hào)采樣頻率的要求，采樣時(shí)間為32 s，即各測點(diǎn)在每個(gè)風(fēng)向角下記錄了10 000個(gè)風(fēng)壓時(shí)域信號(hào)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)參考點(diǎn)高度選為83.3 cm(與模型頂部同高)，參考點(diǎn)控制風(fēng)速為10 m·s-1。

圖3風(fēng)向角示意

Fig.3Definitions of Wind Direction2建筑表面風(fēng)壓分布

2.1理論基礎(chǔ)

模型試驗(yàn)中規(guī)定以壓力向內(nèi)（壓）為正，向外（吸）為負(fù)［11］。建筑表面各點(diǎn)的風(fēng)壓系數(shù)為

cpi(t)=pi(t)-p∞p0-p∞(1)

式中：cpi(t)為試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕系趇個(gè)測壓孔所在位置的風(fēng)壓系數(shù)；pi(t)為第i個(gè)測壓孔上測得的表面風(fēng)壓；p0,p∞分別為某參考點(diǎn)處測得的平均總壓和平均靜壓；t為時(shí)間。

對于雙側(cè)受風(fēng)的位置（內(nèi)外相同位置對應(yīng)布置2個(gè)測壓孔），風(fēng)壓差系數(shù)由內(nèi)、外表面對應(yīng)的測壓點(diǎn)測出的壓力相減得到，即

Δcpi(t)=poi(t)-pii(t)p0-p∞(2)

式中：Δcpi(t)為試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕系趇個(gè)測壓孔所在位置的風(fēng)壓差系數(shù)；pii(t),poi(t)分別為第i個(gè)測壓孔所在位置內(nèi)、外表面的風(fēng)壓。

為了簡化敘述，本文中均采用壓力系數(shù)cpi(t)來表示式(1),(2)兩種情況。

2.2結(jié)果分析

本文中僅給出180°和135°風(fēng)向角下的單體建筑各立面平均風(fēng)壓系數(shù)等值線。其中，180°和135°風(fēng)向角分別對應(yīng)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》表8.3.1的第30項(xiàng)中所給出的L型平面體型系數(shù)的0°和45°方向（圖4）。同時(shí)為便于比較，將建筑標(biāo)準(zhǔn)層立面進(jìn)行編號(hào)，如圖5所示。

圖4L型平面體型系數(shù)

Fig.4Lshaped Planar Shape Factors圖5建筑標(biāo)準(zhǔn)層立面編號(hào)

Fig.5Numbers for Facade of Building Plane圖6，7中分別給出了180°和135°風(fēng)向角下各立面的平均風(fēng)壓系數(shù)等值線。從圖6，7可以看出：180°風(fēng)向角下，立面①的平均風(fēng)壓系數(shù)在-0.65～-0.5之間，與風(fēng)壓系數(shù)規(guī)范值-0.6比較接近，僅在立面拐角處受氣流加速分離的影響，此時(shí)風(fēng)壓系數(shù)為-0.65，立面②，③的平均風(fēng)壓系數(shù)為-0.55～-0.35，均比規(guī)范值略小，立面④，⑤的平均風(fēng)壓系數(shù)大多在0.4～0.6之間，立面⑤在靠近凸緣部分，由于受到遮擋的影響，平均風(fēng)壓系數(shù)降至0.2左右，立面⑥的最大平均風(fēng)壓系數(shù)為0.8，與規(guī)范值［12］一致；135°風(fēng)向角下，立面①，②的最大平均風(fēng)壓系數(shù)為-0.6，與規(guī)范值一致，立面③的平均風(fēng)壓系數(shù)大多在在-0.75～-0.35之間，在拐角氣流分離處，局部可以達(dá)到-1.0，該立面的試驗(yàn)結(jié)果與規(guī)范值圖6180°風(fēng)向角下各立面平均風(fēng)壓系數(shù)等值線

Fig.6 Contours of Mean Wind Pressure

Coefficient for 180° Wind Direction圖7135°風(fēng)向角下各立面平均風(fēng)壓系數(shù)等值線

Fig.7Contours of Mean Wind Pressure

Coefficient for 135° Wind Direction（0.3）完全不同，這點(diǎn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起重視，立面④，⑤的平均風(fēng)壓系數(shù)大多在0.7～1.0之間，風(fēng)壓系數(shù)為1.0發(fā)生在立面的中上部，約在立面高度的2/3處，比規(guī)范值0.9略大，立面⑥的平均風(fēng)壓系數(shù)為-0.8～-0.7，但是由于受到建筑體型的影響，并不能與規(guī)范進(jìn)行比較。3等效靜力風(fēng)荷載

3.1理論基礎(chǔ)

超高層建筑作為懸臂結(jié)構(gòu)［1314］，其風(fēng)致響應(yīng)的運(yùn)動(dòng)微分方程為

m(z)2r(z,t)t2+c(z)r(z,t)t+

2t2［EJ(z)2r(z,t)z2］=f(z,t)（3）

式中：r(z,t)為位移響應(yīng)，可以是x方向位移或y方向位移；m(z)，c(z)，EJ(z)分別為結(jié)構(gòu)沿鉛垂方向z單位高度的質(zhì)量、阻尼系數(shù)和抗彎剛度；f(z,t)為單位高度的水平脈動(dòng)風(fēng)力平均基底彎矩，可以對多通道同步測出的建筑表面脈動(dòng)風(fēng)壓分布通過表面積分獲得。

對于超高層建筑的風(fēng)致響應(yīng)，可以只考慮第1階振型的貢獻(xiàn)，因而r(z,t)按振型展開為

r(z,t)=+∞j=1j(z)qj(t)（4）

式中：j(z)為第j階振型高度z處的坐標(biāo)；qj(t)為第j階振型的廣義坐標(biāo)。

假定結(jié)構(gòu)的振型對其質(zhì)量和剛度分布正交，采用Rayleigh阻尼進(jìn)行簡化，可以得到結(jié)構(gòu)第j階振型的振動(dòng)方程，即

j(t)+2ζjωjqj(t)+ω2jqj(t)=1m*jpj(t)（5）

m*j=∫H0m(z)2j(z)dz（6）

pj(t)=∫H0f(z,t)j(z)dz（7）

式中：ζj，ωj分別為結(jié)構(gòu)的第j階阻尼比和角頻率；m*j，pj(t)分別為結(jié)構(gòu)第j階廣義質(zhì)量和廣義力；H為結(jié)構(gòu)高度。

在超高層建筑中，其風(fēng)致響應(yīng)可以只考慮第1階振型，故位移響應(yīng)功率譜Sr(z,n)與主坐標(biāo)功率譜Sq(n)存在如下關(guān)系

Sr(z,n)=2(z)Sq(n)（8）

式中：(z)為第1階振型高度z處的坐標(biāo)；n為風(fēng)壓脈動(dòng)頻率。

根據(jù)隨機(jī)振動(dòng)理論，主坐標(biāo)功率譜Sq(n)可表示為

Sq(n)=｜H(n)｜2Sp(n)（9）

｜H(n)｜2=1(2πn0)4m2p1(1-n2/n20)2+(2ξn/n0)2（10）

式中：Sp(n)為具有廣義力時(shí)間序列得到的廣義力功率譜；｜H(n)｜為結(jié)構(gòu)復(fù)頻響函數(shù)；n0為結(jié)構(gòu)頻率；mp為廣義質(zhì)量；ξ為結(jié)構(gòu)阻尼比。

于是結(jié)構(gòu)的位移根方差σr(z)為

σr(z)=(z)(∫+∞0｜H(n)｜2Sp(n)dn)12（11）

相應(yīng)的脈動(dòng)風(fēng)引起的各層等效靜力風(fēng)荷載Pef(z)為

Pef(z)=μm(z)ω20σr(z)（12）

式中：ω0為結(jié)構(gòu)的第1階角頻率；μ為保證系數(shù)，可按Davenport首次穿越理論公式μ=2ln(νT)+0.577 22ln(νT)計(jì)算［15］，ν為結(jié)構(gòu)第1階自振頻率，T為脈動(dòng)風(fēng)時(shí)距，常取T=600 s，一般νT=100~1 000，則μ=3.2~4.4，國外規(guī)范中通常取3~3.5，中國規(guī)范取2.5，這是考慮到阻力系數(shù)離散性比較大。

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需要注意的是，有的文獻(xiàn)稱Pef(z)為等效風(fēng)振力或慣性力，其實(shí)Pef(z)不是一般意義上的慣性力，按式（12）得到的Pef(z)是將背景分量及共振分量都包括在內(nèi)的慣性力。

建筑結(jié)構(gòu)各樓層總的等效靜力風(fēng)荷載PESWL(z)等于平均風(fēng)荷載P(z)與脈動(dòng)風(fēng)引起的等效靜力風(fēng)荷載Pef(z)之和，即

PESWL(z)=P(z)+Pef(z)（13）

因而可得到基礎(chǔ)等效剪力Q和基礎(chǔ)等效彎矩M分別為

Q=∫H0PESWL(z)dz（14）

M=∫H0PESWL(z)zdz（15）

結(jié)構(gòu)樓頂高度z的加速度響應(yīng)(z,t)的功率譜S(z,n)與相應(yīng)的位移響應(yīng)功率譜有如下關(guān)系

S(z,n)=(2πn)4Sr(z,n)（16）

因此，加速度均方根響應(yīng)σ(z,n)可按下式計(jì)算

σ(z,n)=∫+∞0［(2πn)4Sr(z,n)dn］12（17）

結(jié)構(gòu)各樓層頂部峰值加速度max為

max=μσ(z,n)（18）

3.2風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果分析

3.2.1等效靜力風(fēng)荷載

根據(jù)有限元分析結(jié)果，結(jié)構(gòu)前5階頻率如表1所示。結(jié)構(gòu)第1階振型主要表現(xiàn)為x方向振動(dòng)，第2階振型主要表現(xiàn)為y方向振動(dòng)，第3階振型表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。計(jì)算剪力和彎矩（扭矩）時(shí)取100年一遇的基本風(fēng)壓0.35 kPa,結(jié)構(gòu)阻尼比取為0.05。

表1結(jié)構(gòu)前5階頻率

Tab.1The First Five Natural Frequencies of Structure階次12345頻率/Hz0.147 20.182 40.242 10.525 80.565 2圖8，9中分別給出了100年重現(xiàn)期、阻尼比為0.05時(shí)的基底剪力與基底彎矩隨風(fēng)向角的變化。由圖8，9可以看出，基底剪力與基底彎矩具有相同的分布規(guī)律。L型建筑物的基底剪力在主軸y方向和x方向并未出現(xiàn)某一主軸偏大、另一主軸偏小現(xiàn)象，有別于常規(guī)的矩形建筑［16］，x方向剪力最大值和最小值均大于y方向。x方向彎矩和y方向彎矩圖8基底剪力隨風(fēng)向角的變化

Fig.8Variations of Base Shear with Wind Direction圖9基底彎矩隨風(fēng)向角的變化

Fig.9Variations of Base Bending Moment with

Wind Direction正、負(fù)號(hào)反向,y方向彎矩最大值和彎矩最小值大于x方向。z方向基底彎矩明顯小于x方向和y方向彎矩，在質(zhì)量荷載均勻情況下，建筑物彎扭效應(yīng)不明顯。

3.2.2加速度響應(yīng)

按照《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 3—2010）［17］中第3.7.6條的規(guī)定：高度超過150 m的高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的使用條件。為滿足人體對舒適度的要求，按10年一遇的風(fēng)荷載取值計(jì)算的順風(fēng)向與橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)頂部最大加速度限值為：辦公樓、酒店不超過0.25 m·s-2。

本文中利用由剛性模型風(fēng)洞試驗(yàn)測得的風(fēng)壓力時(shí)程數(shù)據(jù),根據(jù)相似關(guān)系將模型的時(shí)程數(shù)據(jù)換算成與之對應(yīng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓力時(shí)程。通過分析計(jì)算得到結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、剛度和動(dòng)力特性后，利用傅里葉變換和振型分解法分析得到結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓力譜密度和風(fēng)壓力時(shí)程。利用隨機(jī)振動(dòng)理論，計(jì)算得到結(jié)構(gòu)頂部的峰值加速度，將計(jì)算結(jié)果與規(guī)范中規(guī)定的限值進(jìn)行比較，便可對該建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)致響應(yīng)舒適度進(jìn)行評估。

風(fēng)致響應(yīng)舒適度問題所涉及的結(jié)構(gòu)一般有以下特點(diǎn)：高度較高，基本周期較長，風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)自身的振幅較小，且應(yīng)力水平較低，由于進(jìn)行風(fēng)致響應(yīng)舒適度評價(jià)時(shí)所采用的結(jié)構(gòu)阻尼比要遠(yuǎn)小于結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)所采用的阻尼比，根據(jù)中國《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》［17］中的有關(guān)規(guī)定，本文中計(jì)算所取阻尼比為0.02。

結(jié)構(gòu)頂部峰值加速度如圖10所示。在風(fēng)向角為0°時(shí)，x方向的最大加速度為0.206 m·s-2（處于橫風(fēng)向），y方向的最大加速度為0.147 m·s-2（處于順風(fēng)向）。結(jié)構(gòu)在主軸處于橫風(fēng)向、順風(fēng)向時(shí)，結(jié)構(gòu)的橫風(fēng)向峰值加速度要大于順風(fēng)向峰值加速度。在225°風(fēng)向角時(shí)，結(jié)構(gòu)頂部x方向加速度最大，為0.232 m·s-2，在285°風(fēng)向角時(shí)，y方向加速度最大，為0.173 m·s-2，平動(dòng)舒適度滿足規(guī)范要求；在0°風(fēng)向角時(shí)，結(jié)構(gòu)頂部繞z軸最大扭轉(zhuǎn)加速度為0.005 5 rad·s-2。

圖10結(jié)構(gòu)頂部峰值加速度隨風(fēng)向角的變化

Fig.10Variations of Peak Acceleration of

Top Structures with Wind DirectionL型建筑結(jié)構(gòu)的最大加速度并未出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)主軸橫風(fēng)向和順風(fēng)向，而是偏移了一個(gè)角度，在這個(gè)角度附近的加速度也較大。超高層建筑由于自身特殊的結(jié)構(gòu)特性，頂部風(fēng)致振動(dòng)往往比較劇烈，可能會(huì)影響人們正常居住和生活。

3.3中國、日本規(guī)范與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果對比

由于中國、日本規(guī)范［18］的計(jì)算中未考慮周邊地形的影響，本文中將等效靜力風(fēng)荷載規(guī)范計(jì)算結(jié)果與風(fēng)洞試驗(yàn)中單體工況的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比，結(jié)果如表2所示。

在規(guī)范方法的計(jì)算時(shí)中國規(guī)范選取的粗糙度指

表2基底等效靜力風(fēng)荷載比較

Tab.2Comparisons of Base Equivalent Static Wind Loads計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)基底剪力/MN基底彎矩/(109 N·m)風(fēng)洞試驗(yàn)35.36.39中國規(guī)范31.85.93日本規(guī)范32.76.36數(shù)為0.22，對應(yīng)于日本規(guī)范中的粗糙度指數(shù)為0.2，計(jì)算結(jié)果表明，試驗(yàn)結(jié)果能較好地反映結(jié)構(gòu)風(fēng)致響應(yīng)的風(fēng)荷載，能夠滿足建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。

由風(fēng)洞試驗(yàn)計(jì)算的基底剪力及彎矩大于用中、日兩國規(guī)范計(jì)算的結(jié)果，且日本規(guī)范的計(jì)算結(jié)果要大于中國規(guī)范的計(jì)算結(jié)果。

中國規(guī)范與日本規(guī)范相比，其計(jì)算結(jié)果偏小，主要原因是中國規(guī)范采用的脈動(dòng)風(fēng)速譜與高度無關(guān)，規(guī)定風(fēng)振系數(shù)隨高度變化，而日本規(guī)范選取的風(fēng)振系數(shù)為常數(shù)。中國規(guī)范中的風(fēng)振系數(shù)實(shí)際上是慣性力風(fēng)振系數(shù)，而日本規(guī)范中風(fēng)振系數(shù)實(shí)際上是位移風(fēng)振系數(shù)，并未考慮建筑物質(zhì)量、高度等的影響，在質(zhì)量和剛度變化較大時(shí)可能導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果存在較大的偏差。4結(jié)語

（1）對于不同方向的來流，L型高層建筑表面風(fēng)壓的分布規(guī)律與常規(guī)截面高層建筑還是基本保持一致的。然而受到建筑體型的影響，在個(gè)別立面的風(fēng)壓分布會(huì)出現(xiàn)與規(guī)范結(jié)果完全相反的結(jié)論，同時(shí)，在局部區(qū)域會(huì)出現(xiàn)比規(guī)范值偏大的結(jié)果。

（2）建筑物基底剪力在主軸y方向和x方向并未出現(xiàn)某一主軸偏大、另一主軸偏小的現(xiàn)象，有別于常規(guī)的矩形建筑。

（3）建筑結(jié)構(gòu)的最大加速度并未出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)主軸橫風(fēng)向和順風(fēng)向，可以采用減振措施來降低結(jié)構(gòu)的風(fēng)致響應(yīng)以提高舒適度。

（4）中國規(guī)范較日本規(guī)范而言，基底剪力和彎矩的計(jì)算結(jié)果均偏小，這要引起注意。對于高層建筑，特別是復(fù)雜體型的超高層建筑，風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果具有一定的參考價(jià)值。參考文獻(xiàn)：

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