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文档简介

建筑结构的风荷载技术

一、风洞试验技术二、计算机分析技术三、计算风工程技术一、风洞试验技术1.2大跨度屋盖结构的风荷载1.3双塔楼高层建筑的风荷载

1.1风洞试验方法1.1风洞试验方法

目前用于结构风工程的风洞一般可分为两类。一类是试验段长度达20m~30m的边界层风洞,亦称为长风洞;另一类是航空风洞,这种风洞试验段较短,不足以形成大气边界层,因而需要在试验段入口处加设被动装置,如格栅、障碍物、挡板和尖塔等。1.1.1风洞简介图1.1香港科技大学的风洞平面图图1.2风洞中的被动装置1.1.2风洞模拟

A)风速剖面模拟离地面不同高度处的风速用指数规律描述:

在大气边界层风洞试验中,要求风洞内的风速剖面按一定的几何缩尺比等同于实际的风速剖面。

(1.1)图1.3风洞模拟的B类大气边界层风速剖面

B)湍流度模拟

大气边界的空气流动,有着无数强度不同的涡流,湍流度就是表征这种涡流强度特性的参数。国际风荷载标准ISO指出,在离地面高度30m处的大气湍流强度近似与地面粗糙度指数α相等。湍流度随地面高度的变化采用以下理论公式描述:

(1.2)图1.4风洞模拟的B类大气边界层湍流度剖面

C)试验结果1)风压系数风洞试验就是在利用在风洞与结构实物的无量纲数如风压系数相似来确定实物的风压值。模型试验中各测点风压系数的计算方法系按目前国内外风工程惯用的方法。

风压系数计算公式:

式中:是建筑物表面某测点i的风压系数; 是测点i的风压值; 参考点静压力值; 是参考点的风速。(1.3)2)体型系数与风压系数的转换

根据《建筑结构荷载规范》(GBJ5009-2001)的规定,在不考虑阵风脉动和风振效应时,作用在建筑物表面某一点“i”的风压计算公式为:

式中为标准地貌的基本风压;为i点的风载体型系数;为i点的风压高度变化系数。(1.4)而由风洞试验得出的风压计算公式为:

参考点处的风压高度变化系数,因此有,代入有:

对比式(1.4)与式(1.6)便可得体型系数与风压系数的转换公式:(1.5)(1.6)(1.7)3)风洞试验结果通过风洞试验,可得以下有关风荷载参数:1.各测点的风压系数、风压以及体型系数;2.局部体型系数和整体体型系数;3.结构最不利受风的位置;4.受风最不利的风向角;5.各测点的脉动风压;

1.2大跨度屋盖结构的风荷载随着科学技术的发展和建筑技术的进步,大跨屋盖结构越来越广泛地被应用于航站楼、大剧院以及足球运动场等大型公共建筑中。这些建筑通常采用自重小、柔度大的全钢结构作为屋盖的支撑体系,致使风荷载成为其主要的控制荷载,大跨结构的屋面遭强风破坏的例子时有报道。1.2.1平屋面的风压

平屋面作为屋盖结构最基本的形式,其风压分布可以作为一般大跨结构的参考。当风遇到平屋面尖锐的屋面棱角时,会形成流动分离,然后在分离层形成离散的旋涡,脱落于屋面下方的尾流中。当风向同分离线垂直时,会沿着分离线形成一个柱状涡;当风向与分离线倾斜时,会形成两个锥形涡。

图1.5柱状涡示意图图1.6锥形涡示意图图1.7平屋面在柱状涡作用下的风压系数分布图1.8烫平屋面推在锥状涡丽作用下的果风压系数字分布平屋面妹的风压千分布特喂点为:1.在图迎风边皱缘由于慨受柱状奴涡或锥并形涡作肺用而产挂生极大的负风检压;2.在其故他区域由煎于尾流作穷用风压较眨小。因此在平祸屋面的设趣计中,尤党其要注意折由柱状涡独和锥形涡蜡产生的极早大负压区浑,一般屋察面板及其正同主体连在接件的破嘉坏均发生僵于此。1.2.兆2复杂坛屋面的风帆压某航站楼赴,纵向长谈约190揭m,进深汁约120私m,高约厕32m。套航站楼为马左右对称荐结构,陆赢侧面为双穷层式立交逝桥通道,安空侧有两皮个椭圆形瓜的登机指教廊。航站免楼屋面连同绵起伏,符变化不一。对于大跨企结构,复秋杂的屋面薯形状对屋奖面的风压摆分布的影响响很大,面现以某航数站楼为例滥。图1.9版某航站楼奔模型图1.脆10市航站楼谨屋面高线度示意混图(m捉)注:图中例上三角表亲高度极大估值,下三诞角表极小孩值0°图1.1像1航站侦楼上表面凤在0º风向的朋风压系数也分布图1.港12闲航站楼告上表面偿在45º风向的拜风压系数照分布45°可以发宏现以下庙分布特磨点:在0º风向,蒙较大负压遮等压线的仿形状与屋态面轮廓线笼的形状相否似,尤其蒸在轮廓线宣的两个缺辱口处风压婶等压线的芒形状基本权上等同于裂缺口形状氧。在45º风向,两个超锥形涡讲基本上粥形成。在尾流区残,凸出的箩屋面(风滑为过)呈帝现局部负风压黑的最大值,凹案进的屋面呈现局部负风压余的最小值。风洞试验律可以准确绵反应复杂己屋面的风栗荷载分布渣,因此对剖于重要的扒建筑物宜枣采用风洞猪试验确定吵风荷载。1.2蚀.3众四周敞剖开的体艰育场屋锅面体育场挑姨篷为敞开剑结构,上兔下表面均萌受风作用拍,因此采胖用风压合牙力来表示丈挑篷结构谷所受的总释风载:Cpu(t)杰,Cpd(t)戒分别对悠应测点泼上、下狮表面的抽风压系腹数时程斥。(1.鸡8)合成风扛压系数翅时程的及统计值以计算:风对挑伙篷的整猫体作用源主要是浴向上的鸦升力作搜用,引入总体升篮力系数CF概念:A为挑篷岭的整体夹面积,α为测点偏表面的越法线方递向。(1.签9)(1.船10)(1.昆11)某体育场瞒实例:某体育篇场东西瓦看台等窝高,两规侧罩棚网对称布垄置,看买台和罩垫棚均采冰用由东届西中轴居线向南劳北两侧殿跌落的个方式。刊东西向治长约200m,南北向尚长约220m,建筑冶面积1791付0m2,可容拼纳观众2000否0人。挑篷采海用轻钢醉结构,挥支撑于封钢筋混迟凝土立来柱上挑揉篷各处驾沿轴线况方向均卵有10º朝外的殿排水坡度普,挑篷的懂最高处为表26.8花m。在距耗体育场边曾缘约50英m处,有泊一座小山魔包,其最艳高处约为次50m。图1.13慌温岭市体育场渐风洞试必验模型图1.14西看台剖均面简图图1.1棕5体育仁场风向角晚及干扰体补示意图A)单羡体建筑的弦风压和升童力(以R震挑篷为例宾)90°上表面下表面合力图1.抖169汪0º下R盘挑篷风直压系数喷分布90º类风向角乳下挑篷平:1.上表固面呈现很资大的负压刚,并由迎舰风方向向插背风方向珠递减,是加由于沿挑蛙篷的迎风洲迹线产生跪气流分离锣所致。2.下圾表面可低以观察律到明显垦的兜风币效应,标主要是住看台与表挑篷形咱成相对怕较封闭桂的空间恒,使气昌流受阻受,形成潮正压。3.风压描合力的大乌小与上表足面接近,俊仅比上表戏面略大,结而分布模奶式也几乎清相同。图1.息17西各风向援角下R挑篷的升翠力系数可以发现岁:1.上表泥面的升力侮系数全为邪负值,风县向角在0雪º和18制0º时升迎力达到最雄小值。2.下尊表面的骡升力系厚数有正脚有负。贴风向在遣0º与形180逝º之间荡为正,湖在18以0º与婆360粱º之间固为负。3.风末压合力沸,整体浆表现为于向上的豆升力作灰用。在祖0º与狠180邪º之间字,“上隔吸下顶消”,膏为大的论升力系娘数。在算180纹º和3痰60º茫之间,跌上下表盒面风压饼抵消,考升力系树数较小厕。4.所遵有的风胁向角下捧,上表具面的升系力系数据比下表呼面大出毙许多,已风压合衬力主要抽是由上腾表面的佳风压控关制。远.B)考钟虑山体的扰干扰作用图1.18有、无止干扰下R挑篷上下晒表面的升主力系数图1.19有、无干稿扰下R挑篷风吊压合力寨的升力北系数定义风厨向角:0º-1杏05º就之间,军干扰体哥位于R厨挑篷的必下方,羽称为下剥游位置见;120º默-195杀º之间,良干扰体位模于R挑篷数的右侧,每风从两者谋中间穿过权,称为平炒行位置;210º中-360捆º之间,闹干扰体位侮于R挑篷丘的上方,坛称为上游要位置。图1.雪20叹R挑篷上干工扰因子的宅分布注:干膨扰因子IF为封有无干隆扰体时毕升力系千数之比表1.嘉1R压挑篷的搅升力系辞数随干乒扰体位赔置的变桥化结论:对于临涝近的挑剩篷,干弃扰体在震上游时娇减少风呈对挑篷括的升力由作用;埋在平行匙位置增圈加对挑外篷的升贩力作用燥,在下侮游时减呆少对挑鄙篷的升桌力作用理。干扰体童的形状嘉与位置援很大影坊响了待扮测建筑之物上的龟平均风费压与脉禾动风压带,因此雀对于简渣单干扰阔情况可学参考过说去的结撑论和经尽验予以蛾处理,胳但是对鞭于复杂制情况最铲好采用苏风洞试思验方法坛来确定袜。1.2奋.4喷已完成搞的大跨霉结构的初风洞试赶验(1)体赶育场馆:史台州体育熔中心体育矿场和游泳岗馆、湖州体育攀馆、嘉兴阴体育场、荡温岭体育训场等(2)机游场航站楼拳:宁波机始场、青岛主流亭机场踩航站楼、井性冈山机场扶、重庆江锐北机场等(3)展诵览中心:刘安徽国际猫会议中心溪和上海明情珠会议展树览中心匹等(4)恒文化活让动中心丈:杭州刺大剧院罗、绍兴受艺术中丹心、西湖文疤化广场招等(5)悼交通运棋输中心甘:杭州订客运中方心站等图1.视21谷台罚州体育之中心主浮体育场笼建筑模镇型图1.2膜2勇台州体育徒中心主体勒育场风洞坟试验模型图1.臭23惊台卷州体育摘中心游向泳馆风逼洞试验钥模型图1.及24扬湖州蜡体育馆津风洞试吨验模型图1.2枣5绒嘉兴体育外场风洞试合验模型图1.盯26呜温吴岭体育献场风洞佳试验模冤型图1.2覆7青烈岛流亭机砍场航站楼施风洞试验种模型图1.2弱8重拼庆江北机掘场风洞试势验模型图1.葬29卧井冈跪山机场急风洞试央验模型图1.陈30肚上跳海明珠滋会议展嚼览中心垄风洞试则验模型图1.远31量绍兴活艺术中柏心风洞袋试验模痛型图1.认32花杭察州大剧贪院风洞畏试验模铸型图1.棚33限西梳湖文化扎广场风铅洞试验毯模型图1.3醉4桥杭州客运艺中心站风夺洞试验模贺型1.3葬双塔楼高海层建筑的版风荷载双塔楼高文层建筑由挨于具有优陷美的建筑量造型和较膊高的土地休使用率,构是一种较湿常见的高价层建筑形错式。由于堤双塔之间垄风通道变甜窄而产生的的狭缝效历应以及两壤个塔楼的演相互气动获干扰,致翅使该类建谢筑的风荷线载变得非紧常复杂。现在常推用的结别构设计残软件如PKPM、SATW怀E等,结构江的风荷载啦主要是通渔过基本风凡压和一个呼整体的体怒型系数来建干预,但圆是不能在赞同一结构燥层上分面嚼或者分区箱域输入体叨型系数。双塔楼建汉筑的风洞厅试验可以李给出各个欢风向下双计塔楼的风盼压分布,界但是由于华各个测点骑是分散的与,难于直柴接把风洞犁试验的结愈果输入到刻设计软件彻中。高层建筑储结构,一阿般由两向漆正交的柱躲网构成,瓣通常把水毅平荷载在烈这两个方汁向上进行比分解,以纪便于内力梢计算。对米于风荷载意,迎风面穴和背风面巩的合力俩为式中孩、环为迎风浓面和背风烫面的体型朗系数,笔为迎风阴方向上的卧整体体型鸽系数,豪为风压爸高度系数线,为跃基本风压慎。(1.1览2)工程设计纱软件中如PKPM、SAT悄WE等,采唉用的体载型系数市就是上疏式定义掠的整体政体型系越数盘。实际上风盒荷载合力芹相当于顺糟风方向上威的风载合员力,即考的虑在同一漏高度截面粱上布置的轨所有测点由,其所测痰得的风压迹按面积积杰分并沿纵死向和横向蚂分解,求旺得这两个束方向上的苍合力如果史在风洞试颜验中求出恋某个方向吗的合力,麦反过来就育可以推算孝出该方向耳上的整体驼体型系数积。根据风彻洞试验逝原理,薪可得某反测点i的风压动计算公休式为式中以为风洞宴试验所得树的i点的风压丙系数,胀为参考横点风压,戴为试罩验参考点我高度所对云应风压高桨度系数。(1.动13)对于某脊个z高度的走塔楼截俭面,沿赖外轮廓朴布置n个测点流,则单后位高度练上沿纵财向和横蒜向的合主力为式中涝,捆分杀别为塔疑楼建筑黎纵向和唐横向的斑风荷载腔合力,蒜为测肚点的法锯向与纵雕向的夹哀角,肝为测例点i控制的水代平方向上瞧的长度。(1.1续4)(1.1经5)式中氧、住分别为纵制向和横向哨的整体体悬型系数,嗽、雾分别为纵峰向和横向李的参考长六度,可取塑塔楼建筑嫌在纵向和搬横向上的乳迎风面宽衡度。(1.1眼6)(1.1鸟7)对称双动塔楼建办筑的实息例某对称双疼塔楼为2裕8层建筑抄,总高度傻为113页.4m,曲结构层最房诚高处为9必9.9m友。由于该纺双塔楼俯建筑的宅对称性佩,取其他中的一慎个塔楼肌布置测看点,分挖别在23m、43m、63m、80m、95m高度处布杂置相同的眨测点,图1.3煌5更双塔楼立映面示意图图1.3湖6双塔跪楼测点及机风向角示瓜意图风压合力青的计算图1.3倡7纵向合力Fa沿风向土角分布图1.3雾8横向合力Fc沿风向漏角分布结论:纵向合罚力,关农于90斤°和2矮70°梯风向对屋称,横侵向合力时关于0粥°和1蒜80°沙风向角消对称。纵向和横至向合力,光各高度截申面上的风喊压合力值妇相差不大萄。纵向合力扶,最大值移不是出现贞在90°汗和270离°风向,景而是出现围在225失°和31病5°风向砌,说明了鄙双塔结构细的相互干险扰作用。整体体姐型系数漫的计算图1.39纵向体型阅系数μsa沿风向角纯分布图1.40横向体型纯系数μsc沿风向竿角分布图1.4筑1平均整莫体体型未系数沿秋风向角尸分布注:平圆均整体勾体型系喉数为沿鸽高度方微向取算希术平均霸。结论:纵向体型万系数的最转大值在225°和315°风向,晒横向体型锈系数的最短大值在0°和180°风向。规范给锡出的矩品形截面浴高层建绢筑的整菌体体型籍系数为1.3。对照上牙图,由风腐洞试验结锤果反算的利平均整体娘体型系数垃较规范数千据为小,哪主要是由鸭于未考虑季整个受风居面上风压芝分布不均申匀,同时据规范中的搁数据一般抓均有一定西的富余度既。由于高层香结构上风笔压分布的惭不平均,内风会对高义层结构会归产生扭转齿作用,扭木矩:其中Di是扭力臂烧,为测点左到扭心的剥距离。扭矩的徒计算(1.恐18)图1.42扭矩T沿风向角堵分布结论:在90°和270°风向,墓由于对称我性,扭矩功接近于零握,同时关托于90°和270°风向侍反对称蒜。在0°和180°风向愧,扭矩昂达到最饮大值。扭矩的处许理方法,啊在设计中渔直接考虑真或采用等睡效扭矩荷载进行叼处理。已完成的羞双塔楼风粮洞试验:萧山国怜际商务尺中心、危舟山新取露亭花奴园、合懂肥政务符中心等图1.照42李萧山国狂际商务映中心立竹面图图1.肃43傻合肥政推务中心近风洞试辈验模型图1.哥44哲舟山新改露亭花的园立面讨图二、计虽算机分耗析技术建筑结构槽的风荷载并计算常有架的方法是拴采用风振扛系数乘以怨平均风压挨的方法。对于高层章建筑,其派风振系数违的计算理帽论是相当鼓成熟的,公规范也给价出了详细培的公式和悄图表予以难查询。对于大跨锐度屋盖结暗构屋面的壤风振系数呼计算,而掘适用于现集有规范的缝基于悬臂碧梁理论也跃不再适用衔于大跨度左屋盖结构牺,而规范漆也没再对追大跨结构藏提出风振姜系数的计流算方法。2.2龄频域陶分析法2.1段时域害分析法对于大恭跨度屋便盖结构棕屋面的盈风振系幕数计算绳,如果伞采用基衡于有限昌元的计商算机分召析方法功,就可欺以算出夜结构的功响应,枣因而也月可以得静出用于类结构整枪体计算株的风振夜系数。母其方法粒可分为歌时域分派析法和远频域分施析法。2.1洋时域专分析法一般用于絮线弹性结旅构时程响歉应分析有桥差分法、帮线性加速读度法、W歉ilso甲n法和Ne赏wmar糖k法等。宋下面采用拥差分法求绩解。大跨度屋镰盖结构在阳风荷载作厅用下的振誉动方程为梨:(2.1拘)2.1辣.1坛时域法幸的求解静理论理范论式中各鞋阶微分苗可以用贼中心差稼分表示饥为:(2.2巾)(2.赵3)其中t为均匀的嚷时间步长外,、脆、碍为t时刻及碗其t前、后焰时刻的叠节点位膨移。将上述盟差分式毁代入,裁可整理务为一个问递推公瞒式:(2.例4)其中酷为t时刻的场节点荷邪载列阵市。代入锹有:(2.凭5)其中(2.6醒)(2.刷7)求得结宁构的[M]、[C]、[K]和腥之后罚,如已谣知t时刻及t-t时刻的节贸点位移,冻就可以按快(2.7抖)推出t+t时刻的节折点位移;修而后又可厦以推出t+2t、t+3t,…各株时刻的镜节点位衬移。2.1牙.2滩大跨屋炉盖结构随风振系懂数的求清解风荷载时投程的获得牌:实际上风汉洞试验时宫程可以很庄好地反映并某测点处某实际的风留压脉动情筒况,因此仇直接采用乏风洞试验替时程作为纵脉动风荷润载。在制作蔬风洞试丧验模型比时,测筑压点布终置于上伸弦节点励,对未鹿布置测沾点的上旬弦节点勾的风压桐值取临篮近的测浓压点数庙据做内余插处理脉。由于测疲压点较日密,内稳插得出吗的风荷衡载时程利与实际既相符。客网架上习弦节点闹的风荷遭载时程浊乘以其激附着面凶积,作换为点荷吸载作用凭于上弦幸节点。风振系尾数的求但得:在计算响得响应岁时程后肤,计算典屋盖结著构得位礼移风振饲系数或竹内力风泊振系数耐。以位委移风振逆系数作汽为风效薪应参数此,为节梅点的静箱动力位叉移的总校和悉与静猾位移绪的比牺值:式中,偷为恰节点竖弯向位移市响应均因方根,嫁为峰凑值因子套,一般弃取3.劈燕5。(2.8腾)2.1.边3风振掏系数求解蔑实例台州体驻育中心琴主体育熟场屋盖木采用四占角锥体考系,四旋周为钢倍环梁,楚网壳分伸别用8根巨型赌立柱支增撑,每塘根立柱谋用8条钢索拉值住网壳。采用ANS药YS软件进行层有限元建汤模计算,衬模型具体励参数如下希:1.绒上下弦苏和腹杆调采用3-D膊Spar厦单元,共8611个单元删;2.父钢环梁案采用3-D艘Elas久tic过Beam单元,共218个单元挎;3.随拉索妇采用Ten混sio冰n-戚onl住yS落par单元,讲共64个单元。共8893个单元处,节点252霸2个,基委频率为1.88抛Hz。图2.率1柔台州枝体育中偷心主体鸭育场的师建筑模荡型图2.2狗体育径场测点布厉置和风向态角示意图图2.3体育场的祸有限元模醉型0º风向下摧的结论:计算其平笑均值和方失差,发现旋屋盖外侧牌的位移值决不大,屋宏盖内侧位沟移值达到冰最大,响积应的均方携根与平均败值的分布第很相近,可给出胳了上弦育节点的蒜风振系船数,设闹计时可撕偏安全露地取整奸体位移灵风振系尖数为1.6。图2.4屋盖上缠弦节点锻竖直响尝应的平叙均值(挽厘米)图2.5屋盖上康弦节点鞭竖直响造应的均翻方值(权厘米)图2.6屋盖上弦客节点的风派振系数已完成的污风振系数汪计算有:台州体绿育中心亮主体育垦场、广宣州白云僚机场机慨库、广耕州会展缓中心等图2.7愉广州宜新白云机籍场机库风甩向角示意雄图图2.弊8炼机库Z属ONE排12区局钢架的煤有限元销模型注:节辈点数5宿285加个,单捡元数1秒525培7个表2.粒1纺ZON衡E12野区钢架郊各风向份角下的喘风振系像数值图2.杰9厕ZON郊E31温区钢架劝的有限悼元模型表2.习2骨ZON命E31槽区钢架歉各风向富角下的许风振系准数值图2.民10勇ZO厌NE3弓2区钢抢架的有币限元模近型表2.3萍ZO轰NE32代区钢架各掌风向角下芒的风振系而数值图2.1陡1广阶州国际会何展中心风窄洞试验照懂片图2.1给2酱广州会展然中心风洞炉试验风向唇角示意图图2.季13折展览蔬厅屋盖趣钢结构执有限元恰模型图2.妻14航展闻览厅屋霉盖分块慎示意图表2.4鹅展佛览厅第5浓块屋架在抚各个风向额角的风振系数牛值表2.5崭展览厅在黄0º风向牧角下第1桶~第5块华屋架风振系徐数值图2.殿15许东入口真钢架的奋有限元曾模型图2.递16锹东入缝口钢架就风振系妹数分块观示意图通过分事析发现伴,两个钩相邻支泻撑之间汪的风振购系数值勉比较接勤近,故读分区给互出风振显系数值章。表2.浩6驳东入窄口钢架肃各区的询风振系贞数2.2爬频域分析坚法由于大跨怜网架屋盖拳结构频率虹密集,阻粘尼较小,酿结构较柔抚,对此类咬结构的膜风振响厉应计算索必须考片虑高阶滤振型的境影响,六但是如果采吧用常规创的模态得叠加法筒进行计染算,很桥难确定错到底该炒取多少托阶模态栏才能得忠到比较膛满意的弓结果。因此通过婚背景模态非法从能量搜角度整体考恩虑结构释的振动四特性从汽而反映助结构的善高阶模李态对振猾动的贡汤献2.2陪.1贫基本理忘论风致动力徒位移响应异的标准偏无差可以表宝示成:其中,赖和探分别为猴结构i节点背景矛响应和共赶振响应的都标准偏差逃。浆为节点i上考虑风压吹脉动和空衫间相关性居的风振动竿力系数:(2.挖9)(2.趟10)结构的苹脉动响龄应:拟静力风毁荷载作用桐下,网架河结构的平到衡方程为阴:为拟静力懂风荷载向哑量为对角收阵,肤为其元唉素,窜为负译荷面积潮,歌为南体型系塑数,纪为风高巡寿系数,柄为空主气密度送,找为基衡本风速某。毒为拟歇静力随惯机风速淋向量。(2.龙11)(2.1竹2)(2.吗13)经过整丙理计算督可得:为表面碰阻力系抖数。两边转乞置相乘秤再取期备望值,靠得位移么协方差蚕矩阵:相对应倦该模态征的的圆枕频率为括:(2.滔14)(2.托15)(2.1鞠6)(2.属17)2.2纹.2址频域法馋的计算腾实例图2.1锦7覆台州体育场县的有限凶元模型弟和分块覆示意图表2.覆7秘体育场谊屋盖的誉背景模茂态频率表2.粱8絮270辨°竖向碑分块位染移风振算系数及息与时程盟法比较结论:模态分析级法根据模闸态对系统丸应变能的深贡献,取夺背景位移衡响应作为啦脉动风下稻结构的综则合贡献模嗓态,可以参考虑到高糊阶模态的猜影响,弥灿补了通常族使用的模萝态叠加法害不知道如吸何选取几疾阶模态进创行的叠加斯的不足。计算方彩便,计没算结果猾基本能阔反映出耕结构的卵风振特把性,但晌是不能狼考虑非腹线性的片影响。三、计按算风工攻程技术计算风工英程(Co鸟mput团ing治Wind嫂Eng半inee篇ring录)简称C阅WE,其屯核心内容相是计算流尺体动力学蛋(Com犬puta怜tion冈alF燥luid防Dyn进amic织s),简岭称CFD殊。计算风工学程(数值填风洞),商相对于风为洞实验的敲优点:可以按照天实尺模型暮计算,避迅免了风洞秀实验只能暂进行缩尺蓬实验的不榴足;成本低六,速度医快;资料完备抗;计算风工劈燕程在城市语和土木工馋程领域是辫发展最快焰的,已经湿由基础研观究进入应醉用阶段:1.棒绕钝体节(建筑奏结构或待桥面板幻玉)的速匆度和压俘力场的败分析;2.绕逮建筑物近树地面的步薯行风问题插研究;3.城灶市和区域烦气候分析壤;4.市唤区户外气荡候分析;5.魄绕建筑的物或城渴区大气暮扩散分玻析;6.绕彻人体的温倘度和速度自场分析;7.流映体和结构蜓的耦合分抚析;计算风金工程的腰发展现贯状土木工蠢程研究态的重点气是钝体掘(bl解uff设bo舅dy)丑空气动搞力学,钩钝体周论围的流梁场很复店杂包括速了撞击遮,分离漂,再附字,环绕溉和旋涡宏等,计确算风工闹程几乎缺包含了导当今世撕界上公叫认的最跃困难的届有关计已算流体娘力学的叔内容。计算风捎工程是叶CFD霉的重要食内容气流在姿大气边茶界层中央的流动井属湍流扯(tu搭rbu脑len同ce)浑,湍流臭又称紊巷流。湍可流很难获给出一阀个完整主明确的观定义,秧通常将据具有大予小不等交的旋涡奖的流动粉称为湍叉流,大哲涡从主昂流中获美得能量累,旋涡晃运动使疏旋涡拉邪伸而不发断分解隙为小涡宋,小涡怨的流动疫处于高洪频的运叫动状态乒,流动固的瞬时玩速度在拘时间和咏空间上挪都处于陵高度的丝式不规则稿的剧烈介脉动,墓高度随溜机,将夺能量耗飞散。湍流及其叹数值模拟文方法1.直削接模拟(宫dire僻ctn害umen秒cal统simu令lati岁on,D充NS)用三位昨非稳的插nav虚ier完-st涂oke要s方程侮进行直蒸接的数胃值计算柴,需要目很小的李时间和倾空间步崖长,需叛要计算塞代价极奴大,难六以用于睁工程数扯值计算膝。湍流的旬模拟方逮法2.大涡模因拟(l妹arg厚ee秒ddy宵si做mul研ati陷on,敢LES貌)大涡从宁主流中轰获得能途量,旋挂涡运动蜜使旋涡君拉伸而堵不断分撞解为小理涡,小印涡的流母动处于洗高频的叠运动状初态,流笋动的瞬姥时速度孙在时间题和空间创上都处方于高度编的不规完则的剧持烈脉动羊,高度沿随机,心将能量御耗散。具体的屋计算模惑型Zero膜-Equ雄atio庄nMo虫delsOne构-Eq结uat啄ion溪Mo在del肥sSpa桃lar跪t-A害llm塘ara糟sTwo-触Equa森tion练Mod娘els(工程应显用最多的稻模型)Stan维dardk-eRNGk-eReal鼠izab首lek-eSta塔nda牙rdk-wSSTk

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