超高層建筑風(fēng)荷載和風(fēng)致響應(yīng)的吹氣控制研究.pdf

1、隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，以及高強輕質(zhì)材料和新型結(jié)構(gòu)體系的不斷應(yīng)用，超高層建筑正在經(jīng)歷著史無前例的建設(shè)高峰。超高層建筑高寬比大，阻尼比小，屬于風(fēng)敏感性結(jié)構(gòu)，當(dāng)高度超過200m時，風(fēng)荷載將取代地震作用成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制性因素。在風(fēng)荷載作用下，超高層建筑的強度易于滿足規(guī)范要求，但剛度和舒適度則難以滿足要求，因此我們需要在超高層建筑抗風(fēng)設(shè)計時對其風(fēng)荷載和風(fēng)致響應(yīng)進行控制。利用空氣動力學(xué)原理，采用吹氣主動氣動控制方法來改善超高層建筑的抗風(fēng)性能是一項新

2、興的課題，目前僅處于CFD數(shù)值模擬階段。因此，本文進行了吹氣控制下的超高層建筑風(fēng)荷載的風(fēng)洞試驗研究和風(fēng)致響應(yīng)分析，主要研究內(nèi)容可概括為以下幾方面：
　　1、基于已有的吸/吹氣氣動控制試驗技術(shù)，對上部吹氣控制下的超高層建筑進行剛性模型測壓試驗，得到吹氣控制的幾何參數(shù)（包括吹氣角度和吹氣孔位置）和吹氣速度對模型平均風(fēng)荷載和脈動風(fēng)荷載的影響規(guī)律，并定義風(fēng)荷載折減系數(shù)來定量描述吹氣控制效果。
　　2、基于FLUENT軟件建立上部吹氣

3、控制下超高層建筑風(fēng)荷載的CFD數(shù)值模型，分別采用基于Reynolds應(yīng)力方程模型（RSM）封閉的Reynolds平均Navier-Stokes（RANS）方法和大渦模擬（LES）方法進行 CFD數(shù)值模擬，通過風(fēng)洞試驗結(jié)果驗證數(shù)值模擬方法的可行性。利用 CFD數(shù)值模擬的流場可視化優(yōu)勢來展示超高層建筑吹氣控制模型周圍的流場結(jié)構(gòu)，進行吹氣控制機理分析。
　　3、為描述吹氣控制對風(fēng)致響應(yīng)的影響，建立了與風(fēng)洞試驗?zāi)Ｐ拖鄬?yīng)的超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)