不同风向圆角弧边截面超高层建筑风荷载特性

摘要

实际工程中建筑平面为圆角处理与圆弧凸边相结合的超高层结构较为常见，针对此类结构进行了风荷载研究.以不同截面弧边凸起率的超高层建筑为研究对象，根据风洞测压试验得到的风压时程数据，对建筑表面风压分布、气动力系数以及气动力功率谱进行分析，得到不同工况下截面弧边凸起率对超高层建筑风荷载特性的影响规律.研究表明，在所测风向角范围内，随着弧边凸起率的增大：对于建筑表面风压分布，背风面CD与侧风面AD的平均风压系数整体上越接近于直边模型，而迎风面AB与侧风面BC变化比较复杂；对于平均风压、脉动风压以及极值风压，直边模型整体小于弧边模型，且弧边化会导致极值风吸力最大增大42%；对于横风向力系数及其功率谱，脉动升力系数以及脉动基底弯矩系数整体上有增大的趋势，功率谱峰值变化不规律；对于顺风向力系数及其功率谱，平均阻力系数与平均基底弯矩系数逐渐减小，功率谱没有明显谱峰，顺风向力主要受来流影响.对圆角方形建筑截面进行弧边化处理可能会导致局部风压过大，对幕墙抗风设计产生不利影响，但有利于降低结构顺风向风力.通过分析建筑表面风荷载特性，可为此类建筑的气动外形选择以及抗风设计提供参考.

关键词

超高层建筑 / 风荷载 / 风洞试验 / 圆角弧边化方形截面 / 风向角