VED在控制高层钢结构建筑风振反应中的研究

高层建筑的风振控制研究

高层建筑的风振控制研究 摘要：高层建筑在风振作用下可能产生显著的振动，引起居住者或使用人员的 不舒适感，降低生活质量或生产效率，因此结构抗风设计还必须满足舒适度的要求。文中分析了高层建筑的外部风环境、内部风环，以及风振控制中的被动控制、主动控制和混合控制系统，这一研究对于高层建筑安全设计具有一定意义。 关键词：风振控制；建筑风环境；控制系统 0 引言 高层建筑和高耸结构正向着日益增高和高强轻质的方向发展，使得结构的刚 度和阻尼不断下降，直接影响了高层建筑和高耸结构的正常使用。建筑在风振作 用下可能产生显著的振动，引起居住者或使用人员的不舒适感，降低生活质量或 生产效率，因此结构抗风设计还必须满足舒适度的要求。本文基于人员不舒适感 分析了高层建筑风振控制，这一研究对于高层建筑安全设计具有一定意义。 1 高层建筑的风环境 1.1 外部风环境 根据高层建筑物的外形，相互布局情况及风的相对方向，有可能测得的建筑 物外部环境的不舒适参数Ψ值，在风振舒适感控制中都是基于下述效应为基础。 （1）压力连通效应：当风垂直吹向错开排列的高层建筑物时，若建筑物间的距离小于建筑物的高度，则有部分压力较高的风流向背面压力较低的区域，形成 街道风，在街道上形成不舒适区域。 （2）间隙效应：如图2所示，当风吹过突然变窄的剖面时（如底层拱廊），在该处形成不舒适区域。 图2 间隙效应 （3）拐角效应：如图3所示，当风垂直吹向建筑物时，在拐角处由于迎面风的正压与背面风的负压连通形成一个不舒适的拐角区域；有时，当两幢并排建筑 物的间距L≤2d（d为建筑物沿风向的长度）时，两幢间也形成不舒适区域。 图3 拐角效应 （4）尾流效应：如图4所示，在高层建筑物尾流区里，自气流分离点的下游处，形成不舒适的涡流区。 图4 尾流效应 （5）下洗涡流效应：如图5所示，当风吹向高层建筑物时，自驻点向下冲向地面形成涡流。 图5下洗涡流效应 2.2内部风环境 高层建筑的内部风环境是指，由于风荷载的作用，高层建筑受到脉动风影响 而发生振动现象，这种振动会给生活或者工作在高层建筑内部人带来不舒适感， 对高层建筑物的正常使用造成影响。受脉动风影响容易形成较明显振动现象的建 筑物，大多是高度在30米以上、高宽比在1.5以上的建筑房屋，以及基本自振周期在0.25以上的高层建筑物。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3一2010)的3.7.6条规定:高度超过150m的高层建筑结构应具有良好的使用条件，满足舒适度要求，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》(GB5009一2001)2006年版的规定

高层建筑风敏感性及风振控制方法简述

高层建筑风敏感性及风振控制方法简述 xxx （南京航空航天大学航空宇航学院土木工程系，南京，210016） 摘要：针对高层建筑结构的抗风特性，在考虑风荷载的影响因素及特点基础上，根据结构风振分析的基本理论，就脉动风荷载特性与结构动力特性进行分析，并引出结构风敏感度的概念。通过对风敏感度分析，验证了部分相关理论的可靠性，能在一定程度上反映结构的风振响应本质特征，实现了对结构风敏感度问题的客观、定量描述。同时，介绍了常用抗风设计控制方法，引出了高层建筑结构抗风设计的一些原则和舒适性条件。 关键词：风荷载；风敏感度；风振特征；抗风控制方法；舒适性 Wind-sensitivity and wind-resistant control of high-rise structure Yu Chaofan (School of Civil Engineering, College of Aeronautice and Space, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing, 210016, China) Abstract: In consideration of the wind-resistant characteristics of high-rise structure, factors and features of wind load are of great significance in the structural vibration analysis. According to the basic theory, while analyzing the characteristics of fluctuating wind load and structural dynamic, it smoothly draws out the concept of wind-sensitivity. Besides, through the analysis of wind-sensitivity, it verifies that the related theories are of reliability, which reflects the essential characteristics of wind-induced response. And it describes the problems about wind-sensitivity objectively and quantitively. At the same time, some common control method of wind design are also introduced, in wich it leads to some principles of wind design and comfort conditions of high-rise structure. Key words: wind load; wind-sensitivity;characteristics of wind vibration; wind-resistant control; sense of comfort 引言 近年，我国兴建了许多的高层建筑结构，为众多城市抹上一份不同的色彩。对于高层建筑结构而言，其结构设计的显著特点之一就是侧向荷载是其最主要的控制因素。除地震荷载外，高层建筑、高耸结构的主要侧向荷载是风载。由于高层建筑、高耸结构具有柔度大、阻力小、迎风面大等特点，由风荷载引起的结构静、动力反应在整个结构反应中所占的比重较大。对于非地震区及沿海等强风地区来说，风荷载往往是结构设计中控制性荷载。 因此，对高层建筑结构进行抗风设计研究具有十分重要的现实意义。而在结构抗风设计理论中，风荷载和结构风敏感度是其基础性问题，它可以使结构的抗风研究更具有针对性。同时，风振控制方法也是当前抗风研究重点之一，它增大了高层建筑结构的可靠性。本文将就这几个问题进行简单分析。

高层建筑风振研究

浅述高层建筑风振 摘要：随着轻质高强新型建筑材料的不断涌现，高层建筑不但建筑形式变化多样，而且结构体型也朝着高大、轻柔的方向发展，因此风对高层建筑的影响越来越大。本文通过简述风荷载的分类及特征，进一步说明了高层建筑中结构风振响应以及风振控制。 关键词：高层建筑风振 风是从高气压吹向低气压的一种气流。高层建筑是在特殊地区和时间下，为了满足社会和经济的需求而建造的，其独特性和各自特异的风格，增加了城市景观，吸引了大量的旅游观光者。而更具有实用意义的是满足了城市日益增长的工作、生活空间的需求，但任何建筑高度的增加必将会增加风荷载的力度。风荷载是控制高层建筑结构设计的重要侧向荷载，正确考虑风力的作用，关系到结构设计的合理性和经济性。 一、风荷载种类及特点 风对建筑物的作用是一个随机过程，因此，按照风对建筑物作用的方向不同可以分为以下三个方面：1）在建筑物的迎风面上产生的压力（气流流动产生的阻力），包括静压力和动压力；2）在横风向产生横风向干扰力（气体流动产生的涡旋扰力与湍流脉动压力）；3）空气流经建筑物后在建筑物的背后产生的涡流干扰力（包括背风向的吸力）。 风荷载是由于工程结构阻塞大气边界层气流的运动而引起，具有以下特点：1）风荷载与空间位置及时间（不确定性）有关，受地形、地貌、周围建筑环境等因素影响；2）风荷载与结构的几何外形相关，结构不同部分对风敏感程度不同；3）对具有显著非线性特征的结构，可能产生流固耦合效应；4）结构尺寸可能在多个方向比较接近，风荷载需要考虑空间相关性；5）脉动风的强度、频率、风向是随机的；6）风荷载具有静力和动力的双重特点，其动力部分即脉动风的作用会引起高层建筑的振动（即风振）。 二、结构风振反应 根据风载作用的不同机理, 风振反应分为顺风向响应、横风向响应、风致扭

高层建筑变形监测

变形监测及数据处理课程 ---专题作业 作业名称：高层建筑变形监测分析 专业班级：测绘2班 姓名：吴建全 学号：--------- 组号：2班6组 组员情况：组长（贾某某）、组员（吴建全， 贺某某，何某某，陈某） 摘要

高层建筑变形监测是通过对建筑物外型进行变形方面的监测，对建筑物外形状态进行判定，一旦出出现安全范围外的变形事故，及时分析高层建筑变形原因，实施纠偏措施，从而有效保障人民生命财产安全。因此，本文分析了高层建筑变形监测的基本特点与高层建筑变形监测的实施过程，从而力图实现一定的学术研究意义与现实实践意义。 [1] 通过该高层建筑的变形监测的研究，目的是保障建筑物的施工与使用安全，体现出高层建筑在建设和使用过程中变形监测的重要性，为建筑物安全施工提供了必要的评估数据。 关键词:高层建筑物,变形监测，数据处理，沉降分析 目录

1、高层建筑变形监测的目的和特点 (4) 2、变形监测测的内容 (5) 3、基坑回弹观测 (6) 4、建筑物的沉降监测方法 (7) 5、建筑物的位移监测 (8) 6、高层建筑变形监测实施过程 (9) 7、数据处理 (10) 6、高层建筑物变形监的一些原因 (11) 9、结束语 (11) 引言 建筑物变形是指建筑物在施工建设与运营管理过程中由于地下水结构、气候温度变

化、建筑物材料折损、建筑物荷载变化等作用下建筑物发生垂直升降、水平位移等一系列外形变化状态的统称。而建筑物变形监测分析是指借助相应测量仪器和技术标准、规范，对建筑物外形进行及时的监测与分析。 高层建筑由于其建筑规模和经济规模都比较大，因此高层建筑施工和运营过程中变形监测都尤为重要。一方面，对高层建筑实施不定期的监测有助于及时发现高层建筑存在的问题，分析问题的原因，提出解决问题的对策，从而保障人民生命财产安全；另一方面，高层建筑变形监测数据、技术标准、解决对策等对行业内其他建筑物变形监测有重要的学术借鉴意义。 1、高层建筑变形监测的目的和特点 1.1 变形监测的目的 通过对变形体动态监测，获得精确观测数据，对监测数据综合分析，对各种工程建筑物在施工或使用过程中的异常变形做出预报，提供施工和管理方法，以便及时采取措施，保证工程质量和建筑物安全。同时对采用新结构、新材料、新工艺性能做出客观评价。 1.2 变形监测的特点 高层建筑变形监测重要目的在于对高层建筑的安全进行监测，而这又分为外部监测和内部监测两个部分。内部监测主要是借助专业化的技术设备对高层建筑内部应力、建筑物内部温度变化、建筑物动力特性等方面进行不定期监测。外部监测主要是通过观察、测量数据等对高层建筑沉降、位移、倾斜及裂缝等方面进行观测。在高层建筑安全监测中，外部监测和内部监测相辅相成，应同时进行，协同分析。第一，测量精度高，由于高层建筑外形数据“牵一发而动全身”，高层建筑外形数据微小的变化就会对建筑整体的稳定性及安全性构成极大的威胁，同时不利于外形变化原因的分析与对策的研究，因此，相较于其他建筑变形监测，高层建筑变形监测要求极高的精确度，从而保障监测有效性。[2]一般位置精度为1mm；第二，需要重复观测，测量时间跨度大，观测时间和重复周期取决于观测目的、变形量量大小和速度。第三，需要严密的数据处理，数据量大，变形量小，变形原因复杂。第四，要求变形资料提供快和准确。 2、变形监测测的内容

风振系数及其计算取值

风振系数及其计算取值 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

风振系数及其计算取值 科技名词定义 中文名称：风振系数英文名称：wind vibration coefficient 定义：脉动风压引起高耸建筑物的动力作用。此时风压应再乘以风振系数βz。风振系数βz与风速、脉动结构的尺度、结构固有频率、振型、结构组织以及地面粗糙度等有关。应用学科：资源科技（一级学科）；气候资源学（二级学科）风振系数是指风对建筑物的作用是不规则的，风压随风速、风向的紊乱变化而不停地改变。通常把风作用的平均值看成稳定风压或平均风压，实际风压是在平均风压上下波动的。平均风压使建筑物产生一定的侧移，而波动风压使建筑物在该侧移附近左右振动。对于高度较大，刚度较小的高层建筑，波动风压会产生不可忽略的动力效应，在设计中必须考虑。目前采用加大风荷载的办法来考虑这个动力效应，在风压值上乘以风振系数。当房屋高度大于30m、高宽比大于时，以及对于构架、塔架、烟囱等高耸结构，均考虑风振。（ PS:对于30m以下且高宽比小于的房屋建筑，可以不考虑脉动风压影响，此时风振系数取β（z）=。对于低矮、刚度比较大的结构，脉动风压引起的结构振动效应比较小，一般不需要考虑脉动风振作用，而仅考虑平均风压作用。但是为了考虑脉动风压的影响，还是引入一个与风振系数不同的参数：阵风系数。阵风系数考虑的是脉动风压的瞬间增大系数，即脉动风压的变异效应。门式钢架也只需要考虑阵风系数。但是门式钢架规程中没有采用阵风系数。而参照美国的规范弄的，这个规范里的体型系数也是参考美国的，规程中解释已经考虑了阵风系数。这与荷载规范GB5009中的体型系数不一样。） 《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）在计算风荷载时提到了这两个系数，但是在结合实际工程使用中，结构上的风荷载可分为两种成分：平均风和脉动风。对应地，风对结构的作用也有静力的平均风作用和动力的脉动风作用。平均风的作用可用静力方法计算，而脉动风是随机荷载，它引起结构的振动，一般采用随机振动理论对其振动进行分析。风振系数是指结构总响应与平均风压引起的结构响应的比值。 阵风系数是考虑到瞬时风较平均风大而乘的系数，一般是阵风风速与时距10min的平均风速之间的比值。 风荷载影响较大的结构一般都要考虑风振系数，具体如何取值只能参考以往的相关类似工程。对于屋盖结构（如大跨度的看台）不应当成“围护结构”而只考虑阵风系数。 对于风振系数βz，中国建筑科学研究院建筑结构研究所规范室的意见是：高度小于30m的单层工业厂房仍可按以往实践经验不考虑风振系数，即取βz＝1。 对于阵风系数βgz，中国建筑科学研究院建筑结构研究所规范室的意见是：现行规范提供的阵风系数主要是对高层建筑的玻璃幕墙结构参考国外规范

高层建筑结构风振响应的特性

高层建筑结构风振响应的特性 发表时间：2017-08-15T15:27:47.360Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第9期作者：成佩玲 [导读] 根据风振响应阵型分解基本理论，通常将结构的动力响应分为共振响应和背景响应分别进行求解[1]。 新疆大学建筑设计研究院新疆 830000 摘要：高层建筑结构风振响应具有多模态参振及模态耦合效应显著的特点。基于振型分解，本文采用分量叠加法对高层建筑结构的风振响应进行计算，其中，背景响应采用拟静力分析方法，共振响应采用SRSS和CQC两种组合形式进行计算。同时，根据分量叠加法、优化的分量叠加法分析了高层建筑结构风振响应的特性，并将计算结果进行了分析比对。最后，通过某高层建筑结构各分量的比例关系、位移响应等计算结果对所提出的结论进行了验证。 关键词：高层建筑结构，风振响应，背景响应，共振响应 1引言 根据风振响应阵型分解基本理论，通常将结构的动力响应分为共振响应和背景响应分别进行求解[1]。根据分量叠加理论、优化的分量叠加理论、模态叠加理论等基本理论，分别推导适合高层建筑结构的风振响应计算公式。已有研究成果表明，大跨屋盖结构风振响应计算须考虑多阶阵型的影响，以及模态间的耦合效应[2]。本文以某一高层建筑结构为研究对象，分析此类高层建筑结构风振响应的特性。 2基于随机振动理论的分析方法 高层建筑结构在脉动风荷载作用下的运动方程为： 图4-1 顺风向（X轴）背景响应图4-2 横风向（Y轴）背景响应 由图4-1、图4-2所示的结果表明，背景响应随着建筑高度的增加，背景响应也在逐步增大，且采用SRSS组合方法与CQC组合方法得到的结果很相近。以上说明在该高层建筑结构中，背景响应各个振型之间的耦合效应不明显，所以背景响应振型间的耦合作用基本上可以忽略，对计算结果影响不大。与此同时，我们发现采用拟静力方法与振型叠加法得出的结果较为一致。故采用拟静力方法求解更高效。 为反映共振响应振型之间的相关性对计算结果的影响，其计算分别采用了参振模态的背景响应和共振响应的CQC组合结果、SRSS组合结果，并将两种计算结果进行了对比。计算结果显示，无论在横风向还是顺风向，采用CQC组合法和SRSS组合法进行振型叠加得到的共振响应都存在明显差异。说明共振响应各振型之间的耦合效应对响应结果存在较大影响，振型间的耦合作用不能忽略。 传统的CQC法计算精度较为精确，但计算成本较高，尤其三针对高层建筑结构，消耗大量的计算资源。若采用优化共振位移响应分量的计算，计算效率会大大提高。故本文选取了10个不同高度位置且具有代表性的节点，采用SRSS组合法、CQC组合法和优化方法分别计算X向、Y向的位移极值响应的共振分量，并将统计结果进行误差分析。计算结果将CQC组合得到的共振响应结果作为参考基准，发现采用SRSS组合计算出的共振响应方差会产生较大的误差。与Y轴方向的结果相比，X轴方向的误差较明显，最大误差接近20%，在工程中这样的误差是不被允许的。优化后共振响应的计算结果误差范围在2%以内，尤其是在Y轴方向更接近CQC组合法的结果。

高层建筑变形监测开题报告

山东建筑大学毕业论文开题报告表 专业：测绘工程班级：测绘071 姓名：陶俊辉 论文题目高层建筑物变形监测的方法研究 一．选题背景和意义 随着经济发展和城市化进程的加快，城市中出现了越来越多的高层建筑物，从几十层到上百层的楼房。根据能量守恒定律，楼房质量对所在地表的压力会使地面发生变形，直接影响楼房的受力情况。如果地表受力不均匀，就会发生楼房倾斜甚至倒塌等灾害，直接影响到居民的生命和财产安全。为了确保这些楼房的安全使用，需要对其进行长期的精密变形观测，以确定其变形状态。 高层建筑变形监测高层建筑变形监测的直接目的之一就是对高层建筑的运营 状态进行安全监控、评价和预报。从20世纪90年代以来,高层建筑变形监测手段的硬件和软件迅速发展,监测范围不断扩大,监测自动化系统、数据处理和资料分析系统、安全预报及分析评价系统也在不断的完善。工程设计采用新的可靠度设计理论与方法以来,变形监测成为提供设计依据、优化设计和可靠度评价不可缺少的手段,成为工程设计和施工质量控制的重要手段。 由于工程自身的特殊性和复杂性,在一般情况下,直接采用变形监测原始数据对高层建筑安全稳定状态进行评估和反馈是困难的。因此,为了实现高层建筑安全运营的设计目的,一般需要结合具体的工程和变形监测不同时段的不同特点和要求分别 选用不同的手段和方法,认真做好监测数据和资料的整理分析工作,对高层建筑的安全稳定状态进行评估、预测和预报,并为改进建筑工程设计、施工方法和运营管理提供科学的依据。 高层建筑变形观测简便、精度高,能直观地、及时地掌握高层建筑性态的变化,许多高层建筑在出现危险之前都常常发生较大的变形。因而,分析高层建筑变形规律、对高层建筑的变化趋势进行有效预测对高层建筑安全监控、确保高层建筑安全运营具有重要意义。

高层建筑风荷载

高层建筑风荷载 摘要：文章主要介绍了风荷载对高层建筑的作用，关于风荷载研究的一些方法，并用我做过的北京中铁物流大厦的风洞试验为例说明风洞实验的研究方法。阐述了一些结构等效静力风荷载的计算方法以及抗风设计中应值得继续研究的问题。 关键字：高层建筑，抗风，风洞试验，等效静力风荷载，问题 1.引言 风是从高气压吹向低气压的一种气流。高层建筑是在特殊地区和时间下,为了满足社会和经济的需求而建造的,其独特性和各自特异的风格,增加了城市景观,吸引了大量的旅游观光者。而更具有实用意义的是满足了城市日益增长的工作、生活空间的需求。但任何建筑高度的增加必将会增加风荷载的力度。 风荷载是各类建筑物的主要侧向荷载之一, 对于高、大、细、长等柔性结构而言, 风荷载是起主要作用的, 且时常超过地震作用而成为决定性荷载, 复杂的动力风效应影响是结构设计的控制因素之一。灾害性台风可能导致结构主体开裂或损坏;长时间持续的风致振动则可能使结构某些部位如节点、支座等产生疲劳与损伤, 危及结构安全。随着新技术、新材料、新工艺、新型式、新设计方法的应用, 工程结构也朝着长大化、高耸化、复杂化、柔性化、小阻尼方向发展, 这使得其固有频率越来越接近强风的卓越频率, 对风的敏感性越来越强。因此重大的高耸柔性结构在风荷载作用下的动力效应特性研究也受到学术界和工程界的极大关注和重视。 2.风荷载的分类 风对高层建筑是一种持续时间较长的随机荷载。风对结构物的作用，使结构产生震动，其原因主要有：（1）有与风向一致的风力作用，它包括平均风和脉动风，其中脉动风要引起结构物的顺风向振动，这种形式的振动在一般工程结构中都要考虑；（2）结构物背后的漩涡引起结构物的横风向的振动；（3）由别的建筑物尾流中的气流引起的振动。 2.1 顺风向荷载 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）明确给出了高层建筑顺风向等效荷载的计算方法，著名学者A.G.Davenport在60 年代建立了基于抖振理论的结构顺风向风荷载计算模型，成为风工程研究及各国制定风荷载规范的基础。由于对等效静力风荷载认识的差别，该计算模型在实际应用中又发展成阵风荷载因子(GLF)法、惯性风荷载(IWL)法、基底弯矩阵风荷载因子法(MGLF)等。GLF 法由Davenport于60 年代提出，现已成为公认的经典方法。该法认为背景和共振分量与平均分量服从同一分布，且与响应类型无关。IWL 法采用惯性力模型来计算背景和共振分量，我国规范采用这一方法。MGLF 法认为基底弯矩对应的背景等效风荷载可以近似作为实际的背景等效风荷载，根据脉动基底弯矩并按振型分解则可得到

浅谈高层建筑变形监测

浅谈高层建筑变形监测 高层建筑由于在勘探设计、施工和使用过程中存在失误，发生沉降、倾斜、位移、挠曲、裂缝等变形现象，需要每隔一定时期，对控制点和观测点进行重复测量，通过计算相邻两次测量的变形量及累积变形量来确定建筑物的变形值和分析变形规律，及时采取措施，避免发生事故。文章主要探讨高层建筑变形检测的方法。 标签：高层建筑；变形检测；建筑沉降；建筑倾斜；建筑裂缝 1 变形监测的目的和特点 1.1 变形监测的目的 通过对变形体动态监测，获得精确观测数据，对监测数据综合分析，对各种工程建筑物在施工或使用过程中的异常变形做出预报，提供施工和管理方法，以便及时采取措施，保证工程质量和建筑物安全。同时对采用新结构、新材料、新工艺性能做出客观评价。 1.2 变形监测的特点 第一，测量精度高，一般位置精度为1mm；第二，需要重复观测，测量时间跨度大，观测时间和重复周期取决于观测目的、变形量量大小和速度。第三，需要严密的数据处理，数据量大，变形量小，变形原因复杂。第四，要求变形资料提供快和准确。 2 变形监测测的内容 根据变形的性质，建筑物变形可分为静态变形和动态变形两类。静态变形是时间的函数，观测结果只表示在某一期間内的变形。静态监测的内容有内部应力、应变监测、动力特性监测和加速度监测。动态变形是指在外力作用下产生的变形，它是以外力为函数表示的，对于时间的变化，其观测结果表示在某一时刻的瞬时变形。 动态监测内容有沉降监测、位移监测、倾斜监测、裂缝监测和挠度监测。 3 基坑回弹观测 3.1 回弹观测点的布设 回弹观测点的布设和数量，一般沿基坑的纵横轴线布设，还可根据建筑物分布及地层情况进行布设，要求布设点能够反映基坑回弹的纵横断面。

第一讲 桥梁及结构风振理论及其控制

同济大学土木工程防灾国家重点实验室、桥梁工程系桥梁风振理论及其控制——桥梁与隧道工程专业博士生学位课程 主讲教师：葛耀君教授．博士 同济大学 土木工程防灾国家重点实验室 桥梁工程系

第二讲　自然风特性第一讲　风工程简介第三讲　自然风模拟 第四讲　结构气动响应第五讲　静风响应分析第六讲　桥梁气动稳定第七讲　随机抖振分析第九讲　环境空气动力学第八讲　涡激振动问题 第十讲　风洞试验 第十一讲　桥梁风振可靠性第十二讲　结构风荷载识别第十三讲　桥梁抗风设计第十四讲　结构抗风设计*

第一讲风工程简介 1.风工程范畴 1.1定义(J.E.Cermak) The rational treatment of interactions between wind and man and his engineered works on the surface of the earth. Applications of wind engineering are not for the most part aeronautical in nature, but are related to wind effects on buildings, structures and pedestrians, short range transport of air pollutants and local wind modification by buildings, urban geometry and topography.

1.2内容 A. 结构风荷载——压力或力* B. 风振响应——桥梁、结构、拉索、烟囱、塔桅等* C. 局部风环境——行人风环境、风冷因子(Wind-chill Factor) D. 污染和其它元素扩散问题 E. 风致运动——物体飘移 F. 建筑结构空气动力学——通风、空气渗透、内部流动 G. 气动现象——车辆、船舶、帆船、体育等 H. 风能利用——风力发电、场地选择 I. 气象工程等

超高层建筑设计过程变形控制

超高层建筑变形控制 1.竖向变形控制 一般的多层利高层建筑相比，超高层结构的设计除了需要在结构体系选择、抗震设计、抗风设计等方面有更高的要求之外，还需要考虑非荷载作用下的结构变形和内力分析。非荷载作用主要包括温度作用和混凝土的收缩、徐变以及地基的不均匀沉降等。由于超高层结构高度可能在两三百米以上，以及不同竖向构件在压应力水平、材料等方面存在明显差异，还有混凝土材料的徐变、收缩等非荷载作用时，因此超高层结构必然产生不可忽视的竖向变形及差异。 在国外，二十世纪七十年代以后，高层建筑的竖向变形筹问题逐渐引起人们的注意。美国的Russell H G等人对两幢钢筋混凝十高层建筑竖向变形进行了跟踪测试，其中高197m的Lake Point Tower，经过3年后柱的最大轴向变形超过了200mm；高262m的Water Tower Place经过五年后柱与墙的轴向变形差超过23mm，虽然该建筑在层13～14设有刚性转换层，第32层为刚度很大的设备层，但竖向构件间的轴向变形差异依然很明显。这些与时间和环境相关的超高层结构竖向构件变形及差异，将使相邻的结构构件及非结构构件产生附加应力，还可能影响设备的安装使用。 国内外的研究者对结构的竖向变形及著异问题进行了分析和探讨。杨丽、郭忠恭研究了钢筋泓凝土构件徐变和收缩的有关理论和公

式，得竖向构件由于徐变和收缩产生的非弹性缩短，认为超过lOOm 的高层混凝十结构应该考虑徐变和收缩的影响。 高层建筑中，核心筒、角柱、边柱的竖向变形差异来自多个方面。在竖向荷载作用下，各个部位垂直构件的截面轴向应力有高有低。在结构施工时，核心筒施工往往先于周边框架柱施工，造成结构各部分受荷时间有先有后。加上混凝土的弹性压缩、收缩、徐变以及温度变化等因素影响，最终会使得结构构件产生可观的竖向变形及变形差异。这些变形将给设备安装带来不利影响，同时也会在结构中产生附加力矩。一般而言，当结构超过30层或总高度大于100m时，在施工中就应当对此进行考虑。 2混 3弹性压缩 4收缩变形 5徐变变形 6温度变形 7总变形 将弹性压缩变形、收缩变形、徐变变形及温度 变形相加，得到柱或墙的竖向变形为

风振系数及其计算取值

风振系数及其计算取值公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

风振系数及其计算取值 科技名词定义 中文名称：风振系数英文名称：wind vibration coefficient 定义：脉动风压引起高耸建筑物的动力作用。此时风压应再乘以风振系数βz。风振系数βz与风速、脉动结构的尺度、结构固有频率、振型、结构组织以及地面粗糙度等有关。应用学科：资源科技（一级学科）；气候资源学（二级学科） 风振系数是指风对建筑物的作用是不规则的，风压随风速、风向的紊乱变化而不停地改变。通常把风作用的平均值看成稳定风压或平均风压，实际风压是在平均风压上下波动的。平均风压使建筑物产生一定的侧移，而波动风压使建筑物在该侧移附近左右振动。对于高度较大，刚度较小的高层建筑，波动风压会产生不可忽略的动力效应，在设计中必须考虑。目前采用加大风荷载的办法来考虑这个动力效应，在风压值上乘以风振系数。当房屋高度大于30m、高宽比大于时，以及对于构架、塔架、烟囱等高耸结构，均考虑风振。（ PS:对于30m以下且高宽比小于的房屋建筑，可以不考虑脉动风压影响，此时风振系数取β（z）=。对于低矮、刚度比较大的结构，脉动风压引起的结构振动效应比较小，一般不需要考虑脉动风振作用，而仅考虑平均风压作用。但是为了考虑脉动风压的影响，还是引入一个与风振系数不同的参数：阵风系数。阵风系数考虑的是脉动风压的瞬间增大系数，即脉动风压的变异效应。门式钢架也只需要考虑阵风系数。但是门式钢架规程中没有采用阵风系数。而参照美国的规范弄的，这个规范里的体型系数也是参考美国的，规程中解释已经考虑了阵风系数。这与荷载规范GB5009中的体型系数不一样。） 《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）在计算风荷载时提到了这两个系数，但是在结合实际工程使用中，结构上的风荷载可分为两种成分：平均风和脉动风。对应地，风对结构的作用也有静力的平均风作用和动力的脉动风作用。平均风的作用可用静力方法计算，而脉动风是随机荷载，它引起结构的振动，一般采用随机振动理论对其振动进行分析。风振系数是指结构总响应与平均风压引起的结构响应的比值。 阵风系数是考虑到瞬时风较平均风大而乘的系数，一般是阵风风速与时距10min的平均风速之间的比值。 风荷载影响较大的结构一般都要考虑风振系数，具体如何取值只能参考以往的相关类似工程。对于屋盖结构（如大跨度的看台）不应当成“围护结构”而只考虑阵风系数。 对于风振系数βz，中国建筑科学研究院建筑结构研究所规范室的意见是：高度小于30m的单层工业厂房仍可按以往实践经验不考虑风振系数，即取βz＝1。 对于阵风系数βgz，中国建筑科学研究院建筑结构研究所规范室的意见是：现行规范提供的阵风系数主要是对高层建筑的玻璃幕墙结构参考国外规范而加以制定的，但低矮房屋是否合适，仍需通过今后的设计和科研实践给以完善。《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS 102：2002）提供的风荷载计算，是根据美国有关设计手册中的试验资料确定，更能符合实际，不妨按此参考执行。 风振系数把风成份中的脉动风引起的风振效应转换成等效静力荷载所乘的系数。 阵风系数是在不考虑风振系数时,考虑到瞬时风比平均风要大所乘的系数。

高层建筑变形监测

高层建筑变形监测 高层建筑从施工准备起，到全部工程竣工后的一段时间内，应按施工与设计的要求，进行沉降、位移和倾斜等变形观测。一般分两部分：一部分是观测高层建筑施工造成周围邻近建(构)筑物和护坡桩的变形以及日照等对建筑物施工影响的变形，以保证安全和正确指导施工，这是直接为施工服务的变形观测；另一部分是在整个施工过程中和竣工后，观测高层建筑各部位的变形，以检查施工质量和工程设计的正确性，并为有关地基基础与结构设计反馈信息。 沉降观测 1施工对邻近建(构)筑物影响的观测 打桩和采用井点降低水位等，均会使邻近建(构)筑物产生不均匀的沉降、裂缝和位移等变形。为此，应在打桩、井点降水影响范围以外设基准点，对距基坑一定范围的建(构)筑物上设置沉降观测点，并进行沉降观测。并针对其变形情况，采取安全防护措施。 2施工塔吊基座的沉降观测 高层建筑施工使用的塔吊，吨位和臂长均较大。随着施工的进展，塔吊可能会因塔基下沉、倾斜而发生事故。因此，要根据情况及时对塔基四角进行沉降观测，检查塔基下沉和倾斜状况，以确保塔吊运转安全。3地基回弹观测 一般基坑越深，挖土后基坑底面的原土向上回弹的越多，建筑物施工后其下沉也越大。为了测定地基的回弹值，基坑开挖前，在拟建高层建筑的纵、横主轴线上，用钻机打直径100mm的钻孔至基础底面以下300～500mm处，在钻孔套管内压设特制的测量标志，测定其标高。当套管提出后，测量标志即留在原处。待基坑挖至底面时，测出其标高，然后，在浇筑混凝土基础前，再测一次标高，从而得到各点的地基回弹值。地基回弹值是研究地基土体结构和高层建筑物地基下沉的重要资料。 4地基分层和邻近地面的沉降观测 这项观测是了解地基下不同深度、不同土层受力的变形情况与受压层的深度，以及了解建筑物沉降对邻近地面由近及远的不同影响。这项观测的目的和方法基本与地基回弹观测相同。 5建筑物自身的沉降观测 这是高层建筑沉降观测的主要内容。当浇筑基础垫层时，就在垫层上

大跨度平屋面的风振响应及风振系数(精)

第１９卷第２期 Ｊ： 程 山学 Ｖｏｌｌ９Ｎｏ２ 竺：三』旦 文章编号：１０００－４７５０（２００２）０２．０５２－０６ ！翌２些！型２些皇竺窒 墅！：坠 大跨度平屋面的风振响应及风振系数 陆锋，楼文娟，孙炳楠 ｛浙江太学土木系．杭州３１００２７） 摘要：本文在有限元分析的基础上建立了大跨度平屋面结构在风荷载作用下的Ｍ振响应谱分析方法．并采用Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ谱和由风洞试验得到的屋盖表面的平均风压分布系数计算了屋面的风振响应及风振系数。文中还深入探讨了屋面刚度、来流风速及风向等参数对太跨度平屋面竖向风振响应及风振系数的影响。计算表明：①大跨度平尾面的竖向风振响应丰要是由第一振型所支配，高阶振型对属面板竖向风振响应的影响很小；②屋面刚度及来流风速对人跨度平屋面的轻向风振响应影响比较大，但对位移风振系数的影响不太明显：③在工程设计中，建议粟用位移风振系数来计算大跨度平屋面的等效静力风荷载。 关键词：大跨度平屋面；有限元；谱分折方法；风振响应：风振系数中图分类号：ＴＵ３ＩＩ．３ 文献标识码：Ａ １ 前言 对于风流场中的屋面结构．由于在檐角处出现 本文的主要目的是结合有限元方法推导出大跨度平屋面结构在风荷载作用下的风振响应谱分析方法；然后采用Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ谱和由风洞试验得到的屋盖表面的平均风压分布系数来计算这种屋面的风振响应及风振系数：最后通过讨论屋面刚度、来流风速及风向等参数对大跨度平屋面竖向风振响应及风振系数的影响，得出～些有益的结论，为进一步深入研究奠定基础。 来流附面层的分离而引起复杂的绕流现象以及作用在屋面结构上的气动力的复杂性，使得它常常成为风工程研究的主要对象。许多研究者对某些特定外形的屋面风荷载进行了研究，并做了大量的风洞试验，例如：双坡屋面…、四坡屋面１２１、有女儿墙的平屋面ｐＪ、弧状屋面Ｈ１及柱形和球形屋面【５Ｉ等。由于这

高层建筑风振控制

高层建筑风振控制 高层建筑风振控制 风振控制的概念 最早是由Kabori和Minai在1960年提出的。与结构自身的加固和加强相比结构中引进附加控制系统,具有明显的优势。结构控制是控制技术和建筑领域的交叉学科,是建筑模型下应用控制理论达到建筑安全、舒适目标的课题。根据控制力是否有外加能源输入,结构控制可分为被动控制和主动控制。 被动控制 被动控制突破了传统的设计方法,使仅依靠增加结构本身性能来抵抗动力荷载的方法发展为由结构的抗震抗风控制体系能动地控制结构的动力反应。 耗能减振系统 耗能减振系统是把结构物的某些非承重构件设计成消能元件,或在结构物的某些部位设置阻尼器,在风荷载作用时,阻尼器产生较大的阻尼,大量耗散能量,使主体结构的动力反应减小。耗能减振系统可分为两类: (1)耗能构件减振体系,利用结构的非承重构件作为耗能装置,常用的耗能构件包括耗能支撑、耗能剪力墙等。 (2)阻尼器减振系统,包括粘弹性阻尼器VED、金属阻尼器、摩擦阻尼器等。 吸振减振系统

吸振减振技术是在主结构中附加子结构,使结构振动发生转移,即使结构的振动能量在主结构与子结构之间重新分配,从而达到减小结构风振反应的目的。目前主要的吸振减振装置有调谐质量阻尼器TMD、调谐液体阻尼器TLD等。 TMD系统（Tuned Mass Damper） TMD能有效地减小结构风振反应已为人们普遍接受。已有许多TMD成功地装置在世界各地的高层钢结构上,如美国纽约的Citicorp Center(59层),台北101大楼等。 调谐液体阻尼器TLD （Tuned Liquid Damper） 利用液面振荡力作为控制力作用于结构时为调谐液体阻尼器TLD。简化模型主要有“集中质量法”和“浅水波动理论法”两类。

粘弹性阻尼墙及其高层建筑结构风振控制性能研究

粘弹性阻尼墙及其高层建筑结构风振控制性能研究 发表时间：2016-11-02T11:35:50.303Z 来源：《基层建设》2015年32期作者：赵海强1 刘学建2 [导读] 摘要：由于化工企业自身的生产特殊性，化工企业历来都是环保工作的重点单位。近几年来，环境保护难题越来越突出，已引起各级政府单位的重视，特别是限期治理达标企业，更是存在着环境治理这一重大难题。这不仅影响自然环境，对企业自身的经济也存在直接的影响。因此，各个化工企业积极为环保达标开展了各项工作，创建健全了各项办理体制，做好环境保护工作，严格控制污染物的排放。 1.呼和浩特市政府投资非经营性项目代理建设办公室呼和浩特 010020； 2.内蒙古第三电力建设工程有限责任公司包头014000） 摘要：粘弹性阻尼墙是一种新型的粘弹性阻尼器。本文根据已有文献记录，选取适当的粘弹性材料性能参数。基于Kelvin模型建立粘弹性阻尼墙的分析模型。以一栋36层的框架剪力墙结构为研究对象，利用ABAQUS有限元软件建立安装和未安装粘弹性阻尼墙结构的有限元模型。利用AR模型（自回归模型）生成人工风速时程，通过对两种结构进行风振时程分析，比较两种结构在受到风荷载激励下的响应。结果表明，粘弹性阻尼墙可以有效减小结构风振响应，改善结构的舒适度 关键词：粘弹性阻尼墙；框架剪力墙结构；风振时程分析 0概述 粘弹性阻尼器则是最早的一类成功安装在高层建筑和其他结构上的用于减小结构地震和风振响应的被动耗能元件。粘弹性阻尼器具有力学性能稳定、耗能能力强、构造简单、经济实用等优点。 1研究现状 1.1粘弹性阻尼器的研究与应用 1969年，美国3M公司的Mahmoodi研制出第一种用于土木工程领域振动控制领域的粘弹性阻尼器[1]。1991年至1993年，美国的Chang等对3M公司生产的粘弹性阻尼器进行了力学性能试验，指出影响粘弹性阻尼器的力学性能的主要因素主要有环境温度，加载幅值，加载的循环圈数以及激励频率等[2][3]。1998年至1999年，吴波，欧进萍等分别对国产的粘弹性阻尼器进行了试验研究[4][5]。试验确定了国产的几种粘弹性阻尼器的力学性能，并指出了国产粘弹性阻尼器的不足，提出了改进建议。 1.2粘弹性阻尼墙的构造特点 基于粘弹性阻尼器的优点，粘弹性阻尼墙体充分利用建筑结构墙体所提供的空间，可以通过增加粘弹性材料面积来提供所需求的阻尼比以提高耗能能力，并且在所有的振动条件下都能进行耗能，即使在较小的振动条件下，也能够获得良好的耗能能力；粘弹性阻尼墙体力学模型简单，分析设计方法明确易行；在不同的加载频率和循环次数下，粘弹性阻尼墙体动力性能稳定、耗能能力强。 2安装粘弹性阻尼墙结构风振性能分析 2.1粘弹性阻尼墙的恢复力模型 本文使用Kelvin模型模拟粘弹性阻尼器的力学性能，并假设忽略温度对粘弹性材料的影响。建筑结构内的环境温度较为稳定，且有研究表明，粘弹性阻尼材料的疲劳温升对其性能影响不大[错误！未定义书签。]。 2.2有限元模型简介 （1）建筑结构概述 某高层商用写字楼，高度为166m，地上36层，地下室3层，主要用作停车场，部分用作设备用房。地下室大底板结构标高为-12.8m。结构设计基准期为50年，安全等级为2级，抗震设防烈度为8度，设计基本加速度为0.2g，场地土特征周期为0.45s。当地重现期为50年的基本风压为0.45kN/m2。 结构为框架—剪力墙筒体结构。外框柱为型钢混凝土柱，内筒由钢筋混凝土剪力墙组成。 （2）材料本构模型 粘弹性阻尼墙使用SPRING/DASHPOT单元模拟。根据给定的粘弹性材料的参数，阻尼墙尺寸及结构的一阶自振频率 ω=1.8563rad/s，计算得到一片粘弹性阻尼墙的等效刚度系数k'=4.8×108N/m，等效阻尼系数c'=9.81×107N·s/m。粘弹性阻尼墙与结构的连接部件的刚度按照《建筑抗震设计规范》（GB50010-2010）12.3.5节规定，由式5计算得到支撑的刚度Kb=2.83×109N/m。连接件使用T3D2两节点三维桁架单元模拟。 （1） 2.3风速时程及风荷载时程模拟 近年来，线性滤波法中的自回归（AR）模型因其计算量小、速度快，在脉动风速时程的数值模拟中得到了广泛的应用[7]。 （1）风速模拟参数 风速模拟参数如表1所示。模拟风速功率谱采用Davenport谱。上截止频率为100Hz，下截止频率为0.00001Hz最终人工风速时程为平均风速与脉动风速之和。风速时程样本时长取105.4s，其中前三秒为缓冲步。计算时间步长Δt=0.1s，计算总步数为1055步。 （2）加载方式 在有限元模型中，模拟风速点为5.75，10.95，16.15，21.95，26.15，30.35，34.55，38.75，42.95，47.15，51.35，55.55，59.75，63.95，68.15，72.35，76.55，80.75，84.95，89.15，93.35，97.55，101.75，105.95，110.15，114.35，118.55，122.75，126.95，131.75，136.55，141.35，146.15，150.6，156.9，161（单位：m）处，每层加载点在每层楼板平面内。每个空间点的迎风面积取相邻两层xz面中心线之间的面积。 2.4模态分析结果 安装阻尼墙对结构的振动特性影响不大，一阶频率仅提高了1%，可见阻尼墙的附加刚度对结构自身的振动特性影响较小。 2.5结构顺风向风振时程分析结果 通过Matlab编程算出每层节点的脉动风速时程v（t）。将脉动风速时程变换到频域当中，并且采用双对数坐标进行目标谱与模拟谱的

建筑物变形监测内容

建筑物变形监测内容 监测项目 1施工对邻近建(构)筑物影响的观测 打桩和采用井点降低水位等，均会使邻近建(构)筑物产生不均匀的沉降、裂缝和位移等变形。为此，应在打桩、井点降水影响范围以外设基准点，对距基坑一定范围的建(构)筑物上设置沉降观测点，并进行沉降观测。并针对其变形情况，采取安全防护措施。 2施工塔吊基座的沉降观测 高层建筑施工使用的塔吊，吨位和臂长均较大。随着施工的进展，塔吊可能会因塔基下沉、倾斜而发生事故。因此，要根据情况及时对塔基四角进行沉降观测，检查塔基下沉和倾斜状况，以确保塔吊运转安全。 3地基回弹观测 一般基坑越深，挖土后基坑底面的原土向上回弹的越多，建筑物施工后其下沉也越大。为了测定地基的回弹值，基坑开挖前，在拟建高层建筑的纵、横主轴线上，用钻机打直径100mm的钻孔至基础底面以下300～ 500mm处，在钻孔套管内压设特制的测量标志，测定其标高。当套管提出后，测量标志即留在原处。待基坑挖至底面时，测出其标高，然后，在浇筑混凝土基础前，再测一次标高，从而得到各点的地基回弹值。地基回弹值是研究地基土体结构和高层建筑物地基下沉的重要资

4地基分层和邻近地面的沉降观测 这项观测是了解地基下不同深度、不同土层受力的变形情况与受压层的深度，以及了解建筑物沉降对邻近地面由近及远的不同影响。这项观测的目的和方法基本与地基回弹观测相同。 5建筑物自身的沉降观测 这是高层建筑沉降观测的主要内容。当浇筑基础垫层时，就在垫层上设 计指定的位置埋设好临时观测点。一般每施工一层观测一次，直至竣工。工程竣工后的第一年内要测四次，第二年测二次，第三年后每年一次，直至下沉稳定为止。一般砂土地基测二年，粘性土地基测五年，软土地基测十年。 监测内容 位移观测 1护坡桩的位移观测 无论是钢板护坡桩还是混凝土护坡桩，在基坑开挖后，由于受侧压力的 影响，桩身均会向基坑方向产生位移。为监测其位移情况，一般要在护坡桩基坑一侧500mm左右设置平行控制线，用经纬仪视准线法，定期进行观测，以确保护坡桩的安全。 2日照对高层建筑物上部位移变形的观测 这项观测对施工中如何正确控制高层建(构)筑物的竖向偏差具有重