超高層建筑風荷載和風致響應的吹氣控制研究.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，屬于風敏感性結(jié)構(gòu)，當高度超過200m時，風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設(shè)計時對其風荷載和風致響應進行控制。利用空氣動力學原理，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荷載的風洞試驗研究和風致響應分析，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荷載和脈動風荷載的影響規(guī)律，并定義風荷載折減系數(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荷載的CFD數(shù)值模型，分別采用基于Reynolds應力方程模型（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致響應的影響，建立了與風洞試驗模型相對應的超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)