现代高层建筑的抗风性能模拟试验

现代高层建筑的抗风性能模拟试验现代高层建筑以拒形断面最为常见，一般矩形截面建筑的长宽比基本均在6:1以下，同时《高层建筑混疑土结构技术规程》（JGJ3-2010）表3.4.3也对矩形截面建筑的长宽比做出了限制，具体见表2上但是根据建筑功能需要，某些建筑（如住皖楼等）平面多为细表形，从结构上说，印长宽比经常可能达到6以上.所以|这种情况，通常在中部采用设置箜构缝的方法将建筑分为两部分，这可有效防止地震作用时由于长宽比过大而使得建翁两端地震波产生相位差，导致建筑的不 规则 编码规则下载淘宝规则下载天猫规则下载麻将竞赛规则pdf麻将竞赛规则pdf 振动"对于风荷载而言，细长型截面建筑虽然在结构上由于结构缝的存在而被划分为两部分，但其在建筑表现上仍为一整体，因此不能简单得将截面划分为两部分去考虑风荷或的影响.结合上述原因，并且按照以下原则进行试验模型的设计：（］）选择典型截面类型以得到风荷载的一般性规律;（2）在不超过可用同步测压点数前提下，尽量多的增加测点数目，以提高测试精度;（3）不同模型的测点布置尽量统一，以便对试验数据的处理以及数据对比，因此本文选择实际高度均为1&2室8皿截面长宽比分别为1:1、1.5:1、2:1、3:1、4:1、6:1、8:1的高层建筑作为研究对象，试验模型的具体参数见表22模型缩尺比为1:300,采用ABSg料制成，风洞试验模型外观照片如图2」所示’模型在风洞中最大阻塞比小于4%,满足风洞试验要求，试验所得的无量纲参数】可直接应用于建筑物实体.*2.1商规对于矩形截面表宽比的限制设防景度U8瞄6、7度S35£2.08、9度S5.0圳30冬1.5表2.2风洞试验模型参数信息模型编号建筑实物尺寸(米)长宽比高宽比测点数1#30.48*30.48*182.881:16:12522#30.48*45.72*182.881.5:16:12903#30.48*60.96*182.882:16:12884#30.48*91.44*182.883:16:13245#30.48*121.92*182.884:16:13606#30.48*182.88*182.886:16:14147#30.48*243.84*182.888:16:1468(a)长宽比1:1(b)长宽11.5:1(c)长宽比2:1(d)长宽比3:】(e)长宽比4:1(f)长宽比6:1(e)长宽比8:】图2.1风涓试验模型照片2.2测点布置1#~7#模型从上到下各布置9个标准测层，高度分别为180m,170m,148m,126m,104m,82m,60m,38m,16m,每层测点数分别为,1#28个,2#30个，3#32个，4#36个，5#40个,6#46个,7#52个，每个测点按具体需要埋设外径为1.2mm的不锈钢管或退火铜管，测压管垂直建筑物表面，并使测压管表面与模型表面齐平无凹凸。图2.2给出了各模型测点布置详图.182.88m11■'^'2A180m7170mVC148mD126mEJ04m7654321—~2827262524232215161718192021(b)1#模型标准层测点布置困8・9•lO-ll112r13-14」lit测层编号A-J长宽比1:1斓点数9*28=2529・|10・，121314■；15-11617181920212223(02#模型标准层测点布置图2#测层编号A-J长宽比1.5:1测点数9*30=290•30■29•28・27>26：-25j-2410-11・12-13-14-15-16-987654321・・.■■■3#测层编号A-J长宽比2:1测点数9*32=288•32•31•30•29*28•27卜26171819202122232425(d)3#模型标准层测点布置图1110987654321■36•35•34•33•32•31•304#测层编号A-J长宽比3:1测点数9*36=3241920212223242526272829(a)各模型测层高度示意图87654321■・■■■■■■•2827262524,测层编号A-J.1点数9*28=252.231415161718192021长宽比1：19-110-11-12.13-14-15-2#测层编号A-J长宽比1.5:1测点数9*30=290•30-29■28•27■26■25■241617181920212223(b)1#模型标准层测点布置图(02#模型标准层测点布置图•32■31•30•29•28•27•26■36•35•34•33■32•31•30TOC\o"1-5"\h\z987654321.■■■■■■10・国3#、「测层编号A-J长宽比2:1测点数9*32=28816*171819202122232425(d)3#模型标准层测点布置图1110987654321.・•.■・■?•・・4#测层编号A-J长宽比3:1测点数9*36=32419202122232425262728291312111098765432114~15・16-17・18-'20七一一r-21222324—应一?!一一一-1―—.40TOC\o"1-5"\h\z5#*39测层编号A-J*38长宽比4:1"37测点数凄9*40=360>3425~272829~~30313233(f)5#模型标准层测点布置图1615141312~~!——■-1皿或队T测层编号A-J长宽比6:121；测点数翁x9*46=414^242526275—29~303111109■••87654321”s!!——:~-46：-45!,44•43•42•41——»—'403233343536373839(g)6#模型标准层测点布置191817161514131211・.’・.•■.・•，U]TOC\o"1-5"\h\z10987654321—■-・V2-、•«a2«_I—»rn22、23-24-2526七~；——；.l272829303132337#i：51测层编号A-J50长宽比8:1r49测点数苗9*52己68,,__i嘿343536373839矿4142434445(h)7#模型标准层测点布置图S2.2各模型测点布置示意图2.3实验工况为了得到更有效的数据对比，考虑风向角及风场对试验结果的影响，同时考虑到模型的对称性，对试验工况进行了合理安排，如表2.3所示，图2.3以2#模型为例，给出了风向角示意图，其他各模型风向角均同2#模型.表2.3实验工况表模型编号1#2#3#4#5#6#7#风向角间隔(。)10101010101010风向角范围(。)0-1800-1800-1800-1800'1800-1800-180风场类型B类B类B类B类B类B类B类a=0.15a=0.15a=0.1567=0,15a=0.15<7=0.15a=0.15模型编号】#2#3#5#6#7#风场类型C类C类C类C类C类C类C类a=0.22a=0.22a=0.22a=0.22a=0.22a=0.22。=0.：B类B类B类B类B类B类B类参考点风速10.4m/s10.4m/s10.4m/s10.4m/s10.4m/s10.4m/s10.4mC类C类C类C类C类C类C类9.9m/s9.9m/s9.9m/s9.9m/s9.9m/s9.9m/s9.9m/风向角间隔10。901617181920212223n^xu"234b1111111A・3■180°图2.3各模型风涓试验风向角示意图2.4试验设备风洞本次7种断面形状(长宽比1:1、1.5:1、2:1、3:1、4:1、6:1、8:1)的高层建筑模型同步测压试验在浙江大学的ZD-1边界层风洞中进行。ZD-1边界层风洞为单回流闭口立式钢结构和混凝土结构相结合的混合结构型式。试验段为闭口式，长18米，截面尺寸为宽4米、高3米；风洞的最高风速55米/秒。风洞配备可收藏式全自动三维移测架系统，采用具有自主知识产权的多功能尖劈隔栅组合装置和大小两种粗糙元湖，可快速模拟出与缩尺模型相匹配、不同地形的大气边界层气流.试验设备与测压系统在风洞试验中使用了两套测量系统。在风速测量系统中，试验流场的参考风速用皮托管和微压计来测量和监控。大气边界层风场的模拟调试和测量采用丹迪4通道热线风速仪系统。在风压测量、记录及数据处理系统中，由美国Scanivalve扫描阀公司的电子扫描阀、A/D数据采集板、PC机以及自编的信号采集及数据处理软件组成风压测量、记录及数据处理系统。该扫描阀有8个阀体，每个阀体上有64个测压通道，编号为其中63#孔接皮托管的静压，64#孔接皮托管的总压，因而每个阀体上用于模型测压的有效通道共62个。试验中所采集的原始信号都存储在PC机上。2.52012荷载 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 风场模拟(1)风速剖面模拟参照《建筑结构荷载规范GB50009-2012)⑶进行为B类、C类地貌的模拟，地貌粗糙度指数B类a=0.15,C类a=0.22,离地面不同高度处的风速用指数规律描述：u^u0(z/zQy(2-D式中为离地面10米高度处，100年重现期，10分钟的平均风速，为离地面高Z处的平均风速，a是地貌粗糙度指数。在风洞中，由风洞口的尖塔和风洞底壁的小方块-粗糙元来实现上述风速剖面的模拟，如图2.4所示。并在风洞试验前进行测试和校验，图2.4中的白色杆件为移则架，可以快速测得沿高度变化的风速和湍流度•测得离风洞底壁不同高度的风速变化曲线如图2.5所示，图中还给出了按(2-1)公式计算的理论曲线，两者误差较小，符合试验的要求。100806040困2.4边界层模拟场景・央值勤♦.理值论20「•0.60.70.80.91.01.11.2V/Vr(a)B类地貌风速剖面(b)C类地貌风速剖面00806040201(_u。)教槌厦X■>rSoooo86421(_8)要框限区0L—・A・'0.00.10.20.3湍流度(c)B类地貌湍流度011.—j0.00.10.20.3湍流度(d)C类地貌湍凌度图2.5风洞模拟的大气边界层的风速和湍流度剖面（2）湍流度模拟大气边界的空气流动，有着无数强度不同的涡流，湍流度就是表征这种涡流强度特性的参数，湍流度随着离地面高度的增加而减少，它与平均风速、时距以及地面粗糙度有关。参照2012荷载规范条文说明8.4.3~8.4.6中的湍流度沿高度的计算公式进行风场模拟，具体公式如式（2-2）所示。/（z）=Z10（^r（2-2）式中&为地面粗糙度指数，对应A、B、C和D类地貌，分别取为0.12、0.15、0.22和0.30.加为10m高度名义湍流度，对应A、B、C和D类地貌，分别取为0.12、0.14、0.23和0.39.2.6本章小结本章为试验内容介绍章节，主要可以归纳为以下几点：（1）综合考虑工程实际情况以及规范要求，选取了长宽比1:1、1.5:1、2:1、3:1、4:1、6:1、8:1的高层建筑模型作为研究对象。（2）详如介绍了各模型的测点布置原则，测层沿高度的分布以及各测层测点的具体布置位置。（3）对试验的风场进行了说明，各模型分别在2012荷载规范的B类、C类风场下进行了0°~180。风向角的测试，风向角间隔为10。・（4）对试验设备以及风场模拟方法进行了详细的介绍，