桥梁风工程讲解课件

同济大学土木工程防灾国家重点实验室、桥梁工程系桥梁抗风设计

——桥梁与隧道工程专业硕士生课程主讲教师：杨詠昕

副研究员．博士同济大学土木工程防灾国家重点实验室桥梁工程系同济大学土木工程防灾国家重点实验室、桥梁工程系桥梁抗风设计1

上课教材：《公路桥梁抗风设计规范》，2004年出版参考资料：1.项海帆：《现代桥梁抗风理论与实践》2.Simiu&Scanlan：《风对结构的作用》3.李国豪：《桥梁结构稳定与振动》

上课方式：课堂讲课为主，结合风洞试验参观授课讲义：可以自由拷贝考试方式：实际桥梁抗风设计项目课程作业上课时间：总共12讲，每讲3学时课程作业：6周左右时间，指导2次上课地点：彰武校区北大楼403A室同济大学土木工程防灾国家重点实验室课程概况上课教材：《公路桥梁抗风设计规范》，2004年出版上课方2同济大学土木工程防灾国家重点实验室第一讲桥梁风工程

1.风工程

1.1风工程定义（J.E.Cermak）Therationaltreatmentofinteractionsbetweenwindandmanandhisengineeredworksonthesurfaceoftheearth.Applicationsofwindengineeringarenotforthemostpartaeronauticalinnature,butarerelatedtowindeffectsonbuildings,structuresandpedestrians,shortrangetransportofairpollutantsandlocalwindmodificationbybuildings,urbangeometryandtopography.同济大学土木工程防灾国家重点实验室第一讲桥梁风工程1.3同济大学土木工程防灾国家重点实验室

1.2风工程内容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-chillFactor)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

同济大学土木工程防灾国家重点实验室1.2风工程内容A4同济大学土木工程防灾国家重点实验室

1.3风工程国际机构Ⅰ.1963Teddington,EnglandⅡ.1967Ottawa,CanadaⅢ.1971Tokyo,Japan(formallyestablished)Ⅳ.1975Heathrow(London),England☆

Ⅴ.1979FortCollin,Colorado,U.S.AⅥ.1983Goldcoast,Australia&Auckland,NewZealandA.ICWE——InternationalConferenceonWindEngineering.(InternationalConferenceorResearchSeminaronWindE-ffectsonBuildingsandStructures)同济大学土木工程防灾国家重点实验室1.3风工程国际机构5同济大学土木工程防灾国家重点实验室

1.3风工程国际机构(续)A.ICWE——InternationalConferenceonWindEngineering(InternationalConferenceorResearchSeminaronWindEffectsonBuildingsandstructures)(续)Ⅶ.1987Aachen,F.R.GermanyⅧ.1991London,Qntario,Canada☆

Ⅸ.1995NewDelhi,IndiaⅩ.1999Copenhagen,DenmarkⅪ.2003Lubbock,Texas,U.S.A☆

Ⅻ.2007Cairns,Australia

Ⅻ.2011Amsterdam,Netherlands同济大学土木工程防灾国家重点实验室1.3风工程国际机构(6同济大学土木工程防灾国家重点实验室

1.3风工程国际机构(续)B.IAWE——InternationalAssociationforWindEngineeringEstablishedin1975;By-LawAssociationsinceJune2003CurrentPresident:Prof.YukioTamuraExecutiveCommittee:ShuyangCao&YaojunGe(China)

C.地区风工程协会

Asia-PacificRegionSecretary:KennyKwok(HongKong)

Europe-AfricaRegionSecretary：JamesBaker(England)AmericaSecretary：AhsanKareem(U.S.A)2001:5thAsia-PacificConferenceonWindEngineering,Kyato,Japan2005:6thAsia-PacificConferenceonWindEngineering,Seoul,Korea2009:

7thinTaiwan,China同济大学土木工程防灾国家重点实验室1.3风工程国际机构(7同济大学土木工程防灾国家重点实验室

1.4风工程国内机构A.中国空气动力学会风工程与工业空气动力学委员会（四年，2006第七届）同济大学副主席（葛耀君）单位B.中国土木工程学会结构风工程委员会（两年，2009年第十四届）同济大学主席（葛耀君）和秘书长（朱乐东）单位C.中国振动工程学会结构动力学委员会（四年，2005年第四届）模态分析与实验委员会（四年，2005年第五届）同济大学土木工程防灾国家重点实验室1.4风工程国内机构A8同济大学土木工程防灾国家重点实验室

2.风工程论著

2.1主要著作[1].R.h.Scanlan＆E.Simiu,WindEffectsonStructures:AnIntrodu-ctiontoWindEngineering,JohnWiley&Sons,1996(3rd)[2].P.Krishna,RecentAdvancesinWindEngineering,WileyEasternLtd.1994[3].H.Sockel,Wind-ExcitedVibrationsofStructures,Springer-Verlag,1994[4].A.Larsen,AerodynamicsofLargeBridges,Balkema,Rotteldam,1992[5].A.Larsen,BridgeAerodynamics,Balkema,Rotterdam,1998[6].J.D-Holmes,WindLoadingofStructures,SponPress,London,2001[7].项海帆等，现代桥梁抗风理论与实践，人民交通出版社，2005同济大学土木工程防灾国家重点实验室2.风工程论著2.19同济大学土木工程防灾国家重点实验室

2.2主要期刊[1].JournalofWindEngineeringandIndustrialAerodynamics(previ-ouslyJournalofIndustrialAerodynamics).1975～[2].JournalofSound&Vibration[3].JournalofAIAA[4].JournalofEngineeringMechanicsDivision,ASCE[5].JournalofStructuralEngineering,ASCE[6].JournalofFluidMechanics[7].JournalofWindandStructures,Korea同济大学土木工程防灾国家重点实验室2.2主要期刊[1].10同济大学土木工程防灾国家重点实验室

2.3知名专家加拿大

UniversityofWesternOntario(UWO):(全世界公认第一座BLWT)

AlanG.Davenport,BarryJ.Vickery,NicholasIsyumov

DavidSurry,PeterKing,EricHo,HoriaHanganNationalResearchCouncil(NRC)&UniversityofOttawa

RobertI.Wardlaw,

HiroshiTanaka,KevinCooperSteveZan,GuyL.LaroseRWDIIncoporationInc.

PeterIrwin,MichaelJ.Soligo,JimingXie

同济大学土木工程防灾国家重点实验室2.3知名专家加拿大11同济大学土木工程防灾国家重点实验室

2.3知名专家(续)B.美国

ColoradoStateUniversity

JackCermak,R.N.Meroney

JohnHopkinsUniversity

NicholasJonesTexasTechUniversity

KishorMehta,XinzhongChenUniversityofNotreDameAhsanKareem

UniversityofLousiana

SteveC.Cai

C.印度

PremKrishna同济大学土木工程防灾国家重点实验室2.3知名专家(续)B12同济大学土木工程防灾国家重点实验室

2.3知名专家(续)D.澳大利亚

MonashiUniversity

WilliamMelbourne,John.Holmes,JohnChengE.英国

ImperialCollege,TomWyattUniversityofBirmingham,JamesBakerF.德国

Hans-JurgenNiemann

G.丹麦

COWI—AllanLarsen

DMI—NielsFranckH.意大利

UniversityofGenoa,GiovanniSolariPolitechicodiMilano,G.Diana同济大学土木工程防灾国家重点实验室2.3知名专家(续)D13同济大学土木工程防灾国家重点实验室

2.3知名专家(续)I.日本TokyoPolytechnicUniversity,YukioTamuraKyotoUniversity,MasaruMatsumoto,H.ShiratoUniversityofTokyo,YozoFujino,J.Kanda

YokohomaNationalUniversity,ToshioMiyata,HitoshiYamadaKeioUniversity,ShuzoMurakami

J.中国

同济大学土木工程防灾国家重点实验室中国空气动力研究中心(绵阳)北京大学力学系、湍流国家重点实验室西南交大桥梁工程系 汕头大学、湖南大学、长安大学广东建科所、香港科技大学、香港理工大学同济大学土木工程防灾国家重点实验室2.3知名专家(续)I14同济大学土木工程防灾国家重点实验室

3.风工程历史

3.1平均风荷载(～1760年)

JohnSmeaton(1724～1792)伦敦皇家协会提出的风荷载计算公式

3.2脉动风荷载(1760～1890年)

1879年，TayBridge(75m铁桁架桥)风毁，列车上75人死亡设计者：ThomasBouch，风速36m/s，CD=2.41889年，EiffelTower(300m铁塔)建造成功设计者：GustavEiffel，阵风因子1.4～1.7加拿大CNTower实测阵风因子1.7

1stCivilEngineer同济大学土木工程防灾国家重点实验室3.风工程历史3.115同济大学土木工程防灾国家重点实验室风毁年代桥名国家跨径(m)设计者1818DryburghAbbeyBridge苏格兰79John&WilliamSmith1821UnionBridge德国140SirSamuelBrown1834NassauBridge英格兰75Lossen&Wolf1836BrightonChairPierBridge英格兰80SirSamuelBrown1838MontroseBridge苏格兰130SirSamuelBrown1839MenaiStraitsBridge威尔士180ThomasTelford1852Roche-BernardBridge法国195LeBlanc1854WheelingBridge美国310CharlesEllet1864Niagara-LewistonBridge美国320EdwardSerrel1879FirthofTayBridge苏格兰74ThomasBouch1889Niagara-CliftonBridge美国380SamuelKeefer

3.2脉动风荷载(续)脉动风荷载时代遭风毁的桥梁同济大学土木工程防灾国家重点实验室风毁年代桥名国家跨径(16同济大学土木工程防灾国家重点实验室

3.3气动稳定性(1890～1960年)November7,1940,TacomaNarrowsBridge风毁录像。设计者：LeonMoisseiff,风速18～22m/s。Prof.F.B.Farquharson,UniversityofWashington.A．Thebridgewasfoundfrequentlydoingverticalbendingvibrationin1stand2ndsymmetricmodesunderverylightwindof3to6m/s.Themaximumdoubleamplitudewassaidtobeupto0.6mand0.8minthesemodes,respectively.B．Onthedayofthefinalfailure,thebridgeoscillatedforsomehoursinthe7thsymmetric(f=0.60hz)and8thasymmetricmodeswithwindof18m/sto22m/s.C．Whenthewindspeedwasabout19m/s,suddenlythe1stasymmetrictorsionalmotionstarted(f=0.23hz)andbecameviolent.Lateralmotionalsoincreased.Themaximumtorsionalamplitudereachedalmost±450beforethedisintegrationofthestructurestarted.同济大学土木工程防灾国家重点实验室3.3气动稳定性(1817同济大学土木工程防灾国家重点实验室

3.3气动稳定性(续)美国:vonKarman,F.B.Farquharson,Fr.Bleich德国:K.Klöppel挪威:A.Selberg日本:A.Hirai英国:KitScruton风致扭转振动桥面折断坠落同济大学土木工程防灾国家重点实验室3.3气动稳定性(续)18同济大学土木工程防灾国家重点实验室

3.4风荷载研究(1960—20??)1960年:AlanG.Davenport提出了风速统计和边界层风洞模拟方法1982年:AlanG.Davenport提出W=Ws+Wd

(ASCEFallConvention)1990年:AlanG.Davenport提出

WindLoadingChain同济大学土木工程防灾国家重点实验室3.4风荷载研究(1919同济大学土木工程防灾国家重点实验室

4.风洞试验历史

4.1风洞风场1879年:TayBridge风毁，从无到有(静风压力)1940年:TacomaNarrowsBridge风毁，从静到动(动风压力)1960年:A.G.Davenport建立首座边界层风洞，从动到变

4.2缩尺模型

1936年:Prof.Nφkkentved第一次进行房屋模型风压实验。均匀流场1945年:Nφkkentved和Irminger合作研究1946年:MartinJensen主持风洞实验室提出紊流场方法同济大学土木工程防灾国家重点实验室4.风洞试验历史4.20同济大学土木工程防灾国家重点实验室

4.3边界层风洞50年代:MartinJensen首次提出边界层风洞设想60年代:A.G.Davenport第一个实践边界层风洞（结构）60年代:JackCermak也同时实践边界层风洞（环境）

4.4Davenport对边界层风洞试验的贡献

A.Thedevelopmentofwindtunneltechniquessimulatingtheatmosphericboundarylayerflows.B.Thedevelopmentoffundamentalaerodynamicsonbluffbodiesandthestudyofaeroelasticbehaviorofstructures.C.Theadoptionofstatisticaltheoriesfortheknowledgeofatmosphericturbulenceandstructuraldynamicsandalsoinreliabilitytheories.D.Thedevelopmentofinstrumentations-efficientmeasure-mentofflow,pressure,displacement,etc.同济大学土木工程防灾国家重点实验室4.3边界层风洞21同济大学土木工程防灾国家重点实验室

5.风工程未来

5.1Prof.Davenportstated

Atthe5thAsia-PacificConferenceonWindEngineering,August2001.A.CasesStudy

TacomaNarrowsBridge,GoldenGateBridge,Ferrybridgecoolingtowers,CiticorpBuildingsB.ReliabilityBasis

Thisimpliesabalanceofaccuracyandriskandtherightemphasisforeachlinkofthe“windloadingchain”.同济大学土木工程防灾国家重点实验室5.风工程未来5.122同济大学土木工程防灾国家重点实验室C.Reynolds&FroudeNumberEffects

Changesinstiffness,massanddampinginstructureswillleadtonewrequirementsindealingwithwindeffects.

D.ClimateChange

Specialconsiderationisneededtodealwithavarietyofseverestorms,hurricanes,tornadoes,downbursts,thunderstormsandblizzards.E.SurroundingEnvironment

Topography,Buildings,etc.同济大学土木工程防灾国家重点实验室C.Reynold23同济大学土木工程防灾国家重点实验室

6.2Prof.Scanlanstated(inhislastwords):“ObservationonLow-SpeedAeroelasticity”—Aninvitedpaperfor150thAnniversaryofASCEA.Full-ScaleReynoldsNumberEffects

Properduplicationoffull-scaleReynoldsnumbereffectsisapracticalimpossibility.B.EquivalentFull-ScaleTurbulence

Properrealizationofequivalentfull-scaleturbulenceisalsoapracticalimpossibility同济大学土木工程防灾国家重点实验室6.2Prof.Sc24同济大学土木工程防灾国家重点实验室小结风工程范畴：定义、内容、机构等2.风工程论著：主要著作、主要期刊、知名专家等3.风工程历史：平均风荷载、脉动风荷载、气动稳定性等4.风洞试验历史：风洞风场、缩尺模型、边界层风洞等5.风工程未来：Davenport、Scanlan等预言同济大学土木工程防灾国家重点实验室小结风工程范畴：定义、25下周同一时间再见!同济大学土木工程防灾国家重点实验室下周同一时间再见!同济大学土木工程防灾国家重点实验室26同济大学土木工程防灾国家重点实验室、桥梁工程系桥梁抗风设计

——桥梁与隧道工程专业硕士生课程主讲教师：杨詠昕

副研究员．博士同济大学土木工程防灾国家重点实验室桥梁工程系同济大学土木工程防灾国家重点实验室、桥梁工程系桥梁抗风设计27

上课教材：《公路桥梁抗风设计规范》，2004年出版参考资料：1.项海帆：《现代桥梁抗风理论与实践》2.Simiu&Scanlan：《风对结构的作用》3.李国豪：《桥梁结构稳定与振动》

上课方式：课堂讲课为主，结合风洞试验参观授课讲义：可以自由拷贝考试方式：实际桥梁抗风设计项目课程作业上课时间：总共12讲，每讲3学时课程作业：6周左右时间，指导2次上课地点：彰武校区北大楼403A室同济大学土木工程防灾国家重点实验室课程概况上课教材：《公路桥梁抗风设计规范》，2004年出版上课方28同济大学土木工程防灾国家重点实验室第一讲桥梁风工程

1.风工程

1.1风工程定义（J.E.Cermak）Therationaltreatmentofinteractionsbetweenwindandmanandhisengineeredworksonthesurfaceoftheearth.Applicationsofwindengineeringarenotforthemostpartaeronauticalinnature,butarerelatedtowindeffectsonbuildings,structuresandpedestrians,shortrangetransportofairpollutantsandlocalwindmodificationbybuildings,urbangeometryandtopography.同济大学土木工程防灾国家重点实验室第一讲桥梁风工程1.29同济大学土木工程防灾国家重点实验室

1.2风工程内容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-chillFactor)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

同济大学土木工程防灾国家重点实验室1.2风工程内容A30同济大学土木工程防灾国家重点实验室

1.3风工程国际机构Ⅰ.1963Teddington,EnglandⅡ.1967Ottawa,CanadaⅢ.1971Tokyo,Japan(formallyestablished)Ⅳ.1975Heathrow(London),England☆

Ⅴ.1979FortCollin,Colorado,U.S.AⅥ.1983Goldcoast,Australia&Auckland,NewZealandA.ICWE——InternationalConferenceonWindEngineering.(InternationalConferenceorResearchSeminaronWindE-ffectsonBuildingsandStructures)同济大学土木工程防灾国家重点实验室1.3风工程国际机构31同济大学土木工程防灾国家重点实验室

1.3风工程国际机构(续)A.ICWE——InternationalConferenceonWindEngineering(InternationalConferenceorResearchSeminaronWindEffectsonBuildingsandstructures)(续)Ⅶ.1987Aachen,F.R.GermanyⅧ.1991London,Qntario,Canada☆

Ⅸ.1995NewDelhi,IndiaⅩ.1999Copenhagen,DenmarkⅪ.2003Lubbock,Texas,U.S.A☆

Ⅻ.2007Cairns,Australia

Ⅻ.2011Amsterdam,Netherlands同济大学土木工程防灾国家重点实验室1.3风工程国际机构(32同济大学土木工程防灾国家重点实验室

1.3风工程国际机构(续)B.IAWE——InternationalAssociationforWindEngineeringEstablishedin1975;By-LawAssociationsinceJune2003CurrentPresident:Prof.YukioTamuraExecutiveCommittee:ShuyangCao&YaojunGe(China)

C.地区风工程协会

Asia-PacificRegionSecretary:KennyKwok(HongKong)

Europe-AfricaRegionSecretary：JamesBaker(England)AmericaSecretary：AhsanKareem(U.S.A)2001:5thAsia-PacificConferenceonWindEngineering,Kyato,Japan2005:6thAsia-PacificConferenceonWindEngineering,Seoul,Korea2009:

7thinTaiwan,China同济大学土木工程防灾国家重点实验室1.3风工程国际机构(33同济大学土木工程防灾国家重点实验室

1.4风工程国内机构A.中国空气动力学会风工程与工业空气动力学委员会（四年，2006第七届）同济大学副主席（葛耀君）单位B.中国土木工程学会结构风工程委员会（两年，2009年第十四届）同济大学主席（葛耀君）和秘书长（朱乐东）单位C.中国振动工程学会结构动力学委员会（四年，2005年第四届）模态分析与实验委员会（四年，2005年第五届）同济大学土木工程防灾国家重点实验室1.4风工程国内机构A34同济大学土木工程防灾国家重点实验室

2.风工程论著

2.1主要著作[1].R.h.Scanlan＆E.Simiu,WindEffectsonStructures:AnIntrodu-ctiontoWindEngineering,JohnWiley&Sons,1996(3rd)[2].P.Krishna,RecentAdvancesinWindEngineering,WileyEasternLtd.1994[3].H.Sockel,Wind-ExcitedVibrationsofStructures,Springer-Verlag,1994[4].A.Larsen,AerodynamicsofLargeBridges,Balkema,Rotteldam,1992[5].A.Larsen,BridgeAerodynamics,Balkema,Rotterdam,1998[6].J.D-Holmes,WindLoadingofStructures,SponPress,London,2001[7].项海帆等，现代桥梁抗风理论与实践，人民交通出版社，2005同济大学土木工程防灾国家重点实验室2.风工程论著2.135同济大学土木工程防灾国家重点实验室

2.2主要期刊[1].JournalofWindEngineeringandIndustrialAerodynamics(previ-ouslyJournalofIndustrialAerodynamics).1975～[2].JournalofSound&Vibration[3].JournalofAIAA[4].JournalofEngineeringMechanicsDivision,ASCE[5].JournalofStructuralEngineering,ASCE[6].JournalofFluidMechanics[7].JournalofWindandStructures,Korea同济大学土木工程防灾国家重点实验室2.2主要期刊[1].36同济大学土木工程防灾国家重点实验室

2.3知名专家加拿大

UniversityofWesternOntario(UWO):(全世界公认第一座BLWT)

AlanG.Davenport,BarryJ.Vickery,NicholasIsyumov

DavidSurry,PeterKing,EricHo,HoriaHanganNationalResearchCouncil(NRC)&UniversityofOttawa

RobertI.Wardlaw,

HiroshiTanaka,KevinCooperSteveZan,GuyL.LaroseRWDIIncoporationInc.

PeterIrwin,MichaelJ.Soligo,JimingXie

同济大学土木工程防灾国家重点实验室2.3知名专家加拿大37同济大学土木工程防灾国家重点实验室

2.3知名专家(续)B.美国

ColoradoStateUniversity

JackCermak,R.N.Meroney

JohnHopkinsUniversity

NicholasJonesTexasTechUniversity

KishorMehta,XinzhongChenUniversityofNotreDameAhsanKareem

UniversityofLousiana

SteveC.Cai

C.印度

PremKrishna同济大学土木工程防灾国家重点实验室2.3知名专家(续)B38同济大学土木工程防灾国家重点实验室

2.3知名专家(续)D.澳大利亚

MonashiUniversity

WilliamMelbourne,John.Holmes,JohnChengE.英国

ImperialCollege,TomWyattUniversityofBirmingham,JamesBakerF.德国

Hans-JurgenNiemann

G.丹麦

COWI—AllanLarsen

DMI—NielsFranckH.意大利

UniversityofGenoa,GiovanniSolariPolitechicodiMilano,G.Diana同济大学土木工程防灾国家重点实验室2.3知名专家(续)D39同济大学土木工程防灾国家重点实验室

2.3知名专家(续)I.日本TokyoPolytechnicUniversity,YukioTamuraKyotoUniversity,MasaruMatsumoto,H.ShiratoUniversityofTokyo,YozoFujino,J.Kanda

YokohomaNationalUniversity,ToshioMiyata,HitoshiYamadaKeioUniversity,ShuzoMurakami

J.中国

同济大学土木工程防灾国家重点实验室中国空气动力研究中心(绵阳)北京大学力学系、湍流国家重点实验室西南交大桥梁工程系 汕头大学、湖南大学、长安大学广东建科所、香港科技大学、香港理工大学同济大学土木工程防灾国家重点实验室2.3知名专家(续)I40同济大学土木工程防灾国家重点实验室

3.风工程历史

3.1平均风荷载(～1760年)

JohnSmeaton(1724～1792)伦敦皇家协会提出的风荷载计算公式

3.2脉动风荷载(1760～1890年)

1879年，TayBridge(75m铁桁架桥)风毁，列车上75人死亡设计者：ThomasBouch，风速36m/s，CD=2.41889年，EiffelTower(300m铁塔)建造成功设计者：GustavEiffel，阵风因子1.4～1.7加拿大CNTower实测阵风因子1.7

1stCivilEngineer同济大学土木工程防灾国家重点实验室3.风工程历史3.141同济大学土木工程防灾国家重点实验室风毁年代桥名国家跨径(m)设计者1818DryburghAbbeyBridge苏格兰79John&WilliamSmith1821UnionBridge德国140SirSamuelBrown1834NassauBridge英格兰75Lossen&Wolf1836BrightonChairPierBridge英格兰80SirSamuelBrown1838MontroseBridge苏格兰130SirSamuelBrown1839MenaiStraitsBridge威尔士180ThomasTelford1852Roche-BernardBridge法国195LeBlanc1854WheelingBridge美国310CharlesEllet1864Niagara-LewistonBridge美国320EdwardSerrel1879FirthofTayBridge苏格兰74ThomasBouch1889Niagara-CliftonBridge美国380SamuelKeefer

3.2脉动风荷载(续)脉动风荷载时代遭风毁的桥梁同济大学土木工程防灾国家重点实验室风毁年代桥名国家跨径(42同济大学土木工程防灾国家重点实验室

3.3气动稳定性(1890～1960年)November7,1940,TacomaNarrowsBridge风毁录像。设计者：LeonMoisseiff,风速18～22m/s。Prof.F.B.Farquharson,UniversityofWashington.A．Thebridgewasfoundfrequentlydoingverticalbendingvibrationin1stand2ndsymmetricmodesunderverylightwindof3to6m/s.Themaximumdoubleamplitudewassaidtobeupto0.6mand0.8minthesemodes,respectively.B．Onthedayofthefinalfailure,thebridgeoscillatedforsomehoursinthe7thsymmetric(f=0.60hz)and8thasymmetricmodeswithwindof18m/sto22m/s.C．Whenthewindspeedwasabout19m/s,suddenlythe1stasymmetrictorsionalmotionstarted(f=0.23hz)andbecameviolent.Lateralmotionalsoincreased.Themaximumtorsionalamplitudereachedalmost±450beforethedisintegrationofthestructurestarted.同济大学土木工程防灾国家重点实验室3.3气动稳定性(1843同济大学土木工程防灾国家重点实验室

3.3气动稳定性(续)美国:vonKarman,F.B.Farquharson,Fr.Bleich德国:K.Klöppel挪威:A.Selberg日本:A.Hirai英国:KitScruton风致扭转振动桥面折断坠落同济大学土木工程防灾国家重点实验室3.3气动稳定性(续)44同济大学土木工程防灾国家重点实验室

3.4风荷载研究(1960—20??)1960年:AlanG.Davenport提出了风速统计和边界层风洞模拟方法1982年:AlanG.Davenport提出W=Ws+Wd

(ASCEFallConvention)1990年:AlanG.Davenport提出

WindLoadingChain同济大学土木工程防灾国家重点实验室3.4风荷载研究(1945同济大学土木工程防灾国家重点实验室

4.风洞试验历史

4.1风洞风场1879年:TayBridge风毁，从无到有(静风压力)1940年:TacomaNarrowsBridge风毁，从静到动(动风压力)1960年:A.G.Davenport建立首座边界层风洞，从动到变

4.2缩尺模型

1936年:Prof.Nφkkentved第一次进行房屋模型风压实验。均匀流场1945年:Nφkkentved和Irminger合作研究1946年:MartinJensen主持风洞实验室提出紊流场方法同济大学土木工程防灾国家重点实验室4.风洞试验历史4.46同济大学土木工程防灾国家重点实验室

4.3边界层风洞50年代:MartinJensen首次提出边界层风洞设想60年代:A.G.Davenport第一个实践边界层风洞（结构）60年代:JackCermak也同时实践边界层风洞（环境）

4.4Davenpo