考慮地形影響的高層建筑雷暴沖擊風風荷載特性研究.pdf

1、由于雷暴沖擊風引起的近地面強風具有極強的破壞性，結(jié)構風工程領域較早就開始研究這種極端天氣現(xiàn)象。目前，大多學者更關注于雷暴沖擊風所引起的近地面強風場特征，而關于山地地區(qū)雷暴沖擊風作用下高層建筑的風荷載特性的研究比較少見，針對地形參數(shù)對建筑風荷載特征的影響規(guī)律就更加少見。因此，本文考慮地形影響，以高層建筑為研究對象，基于風洞試驗、雷諾平均法（RANS）和大渦模擬方法（LES）研究了平地和坡地地形高層建筑表面風壓分布特性以及地形參數(shù)對建筑風荷

2、載特性的影響規(guī)律。主要研究工作包括：
　?、倨降嘏c坡地地形下，高層建筑層風荷載規(guī)律研究。平地地形建筑層阻力系數(shù)沿高度方向各工況變化規(guī)律類似：阻力系數(shù)最大值位于建筑的中下部約1/4高度處，此范圍之上隨著高度的增加，層阻力逐漸減??；最大層風荷載出現(xiàn)在1.0~1.25D位置處，而后隨著徑向距離的增加，各層的阻力逐漸減小。對應情況下，坡地地形各層阻力都要比平地小，最大層阻力所在的高度也有所降低。與層阻力系數(shù)相比，層升力系數(shù)相對較小。

3、>　?、谄碌氐匦螌Ω邔咏ㄖL荷載影響規(guī)律研究?；赗ANS穩(wěn)態(tài)模擬和LES瞬態(tài)模擬均研究發(fā)現(xiàn)坡地地形高層建筑迎風面的風壓并沒有加速效應，地形參數(shù)對風壓系數(shù)的大小有較大影響，相比平地地形而言，坡地地形高層建筑迎風面的風壓反而有所減小。分析迎風面風壓減小的原因大概有兩方面：一方面，由于地形的存在，垂直于建筑迎風面的來流風水平風速分量有所減小，進而受到來流風的撞擊力減??；另一方面，平行于建筑迎風面大大增加的豎向風速導致速壓增加，二者共同導致坡

4、地地形下建筑迎風面的風壓系數(shù)有所減小。
　?、刍贚ES瞬態(tài)模擬研究非穩(wěn)態(tài)雷暴風作用下建筑物表面風壓情況。風洞試驗、RANS穩(wěn)態(tài)模擬和LES瞬態(tài)模擬得到的時均層阻力系數(shù)具有較高的吻合度，三種方法相互驗證了此研究結(jié)果的可靠性。而基于LES瞬態(tài)模擬得到的非穩(wěn)態(tài)雷暴風風荷載波動較大，與平均風荷載相比，順風向的極值阻力為平均風荷載的2.2~2.5倍。因此，在進行工程結(jié)構設計時，若是要考慮雷暴風的影響，建議在雷暴風平均風荷載的基礎上考慮適當