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高层建筑风效应及风振控制分析摘要：科技的发展与应用，使高层建筑被普遍应用，在设计高层建筑的时候，需要注意风效应对其的影响。
既要满足居住需求，又要满足减少振动的要求，一般高层建筑风振控制有耗能减振系统、吸振减振系统、锚索控制、主动控制与混合控制系统等。
关键词：高层建筑；风效应；风振控制随着经济的飞速发展与科学技术的广泛应用，高强度材料在高层建筑行业被普遍应用，使高层建筑与高耸结构不断出现，为建筑行业带来新的革命，也为城市居民生产生活带来了新形式。
高层建筑师在设计过程中，注意力多集中于建筑的平面功能布置、外观合理与空间的有效利用上，很少考虑到高层建筑间气流的影响问题。
如果高层建筑群之间的布局不合理，会为业主带来极大的不便。
高层建筑的主要荷载为水平风荷载，相比于地震等振动作用，风力作用频繁且持续时间长，影响力要大得多，为防止高层建筑在风力作用下出现倒塌、结构开裂等问题，必然要对高层建筑的风效应及风振控制进行合理的分析，使高层建筑结构抗风设计满足实际生活使用需求、安全需求、舒适度需求等。
一、高层建筑风效应的数值分析以高层建筑小区风效应进行分析，常见高层建筑小区的布局有三种形式：行列式、错列式和周边式，针对这三种布局的高层建筑，利用计算机进行模拟数值分析，得出高层建筑群内气流流动速度，并分析其影响度。
数据举例：行列式为4排每排4栋，共计16栋；错列式为五排交错排列，共计18栋；周边式为4排，呈口字形排列，共计12栋。
行列式错列式周边式拟定风向为正北和正西北两种，风速5m/s。
按人在1.8米位置进行计算。
其数值结果对比分析如下：（一）正北风向时：行列式第三、四排的风速达最高；错列式在第一、二列的第四排侧；周边式在第一、三列第四排。
其涡流形式，除错列式中间位置出现涡流外，其他二种不出现或很少出现。
通过对风速的变化趋势进行对比发现：三种布局风速会沿建筑高速而增大，行列式排末高层的高速区可达5.8m/s；错列式高层高速区达7.7m/s；周边区则达6.8m/s。
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。
高层建筑结构的风致振动控制在高层建筑结构设计和建造过程中，风致振动是一个重要的问题。
高楼居住者经常会感受到建筑物在强风中的晃动，这不仅影响住户的生活质量，还可能对建筑的结构稳定性产生负面影响。
因此，高层建筑结构的风致振动控制成为了研究的热点之一。
一、引言在引言中，我们将介绍高层建筑结构的风致振动控制的重要性，并提出本文研究的目的和意义。
二、背景这一部分将介绍高层建筑结构的基本特点和存在的挑战，特别是在面对大风时的振动问题。
我们还将简要讨论目前已有的研究成果和现有的风振控制方法。
三、风致振动现象的原理在这一部分，我们将解释高层建筑结构在风力作用下发生振动的原理。
这涉及到风荷载的作用机制以及结构的固有频率等基础知识。
四、风振控制方法本部分将介绍目前常用的风振控制方法，包括质量阻尼、刚度控制和主动控制等。
针对每种方法，我们将详细说明其工作原理和应用范围，并给出实例进行说明。
五、质量阻尼方法质量阻尼是一种被广泛应用于高层建筑结构的振动控制方法。
我们将介绍质量阻尼器的工作原理和种类，并分析其在不同情况下的有效性和适用性。
六、刚度控制方法刚度控制作为另一种常见的风振控制方法，可以通过调整结构的刚度来减小振动幅值。
我们将介绍刚度调整的原理和方法，并探讨其在实际工程中的应用情况。
七、主动控制方法相较于质量阻尼和刚度控制，主动控制是一种更加先进和灵活的振动控制方法。
我们将介绍主动控制方法的原理和实现方式，并分析其在高层建筑结构中的潜在应用前景。
八、结论在本文的结尾，我们将总结不同风振控制方法的优缺点，并对未来的研究方向进行展望。
我们还将强调高层建筑结构的风致振动控制对于建筑的安全性和居住者的舒适性的重要意义。
通过以上的分节论述，我们全面而系统地介绍了高层建筑结构的风致振动控制方法。
这些方法旨在减小建筑物在强风作用下的振动幅值，提高建筑物的稳定性和居住者的生活质量。
随着技术的不断进步和研究的深入，我们相信未来会有更多创新的方法和技术用于风振控制。
高层建筑风振问题研究随着经济的快速发展和城市化进程的加速，高层建筑在现代都市生活中扮演着重要角色。
然而，随着高层建筑的不断增长，其所面临的挑战也逐渐凸显出来，其中之一就是风振问题。
风振问题指的是当高层建筑遭受到大风的作用时，建筑结构会出现一定程度的振动现象。
这种振动不仅可能引发居民的不适感，还可能对建筑结构的安全性产生威胁。
因此，对高层建筑的风振问题进行研究显得尤为重要。
首先，我们需要了解高层建筑风振问题的原因。
风振问题主要是由风的作用力引起的。
当风吹过高层建筑时，由于风的作用力会产生波动，这种波动会传递到建筑结构上，进而引发振动现象。
建筑结构的振动不仅受到风速的影响，还受到建筑物的形状和材料的刚度等因素的影响。
为了解决高层建筑风振问题，科学家和工程师们投入了大量的研究。
他们首先研究了风对于不同形状和材料的建筑所产生的作用力。
他们发现，不同形状的建筑在风作用下所受到的振动程度会有所不同。
例如，圆柱形的建筑会比方形的建筑受到更大的风力作用，从而产生更加明显的振动现象。
此外，科学家们还研究了不同材料对风力作用的响应。
他们发现，使用柔性材料的建筑相对于刚性材料的建筑来说更容易受到风振的影响。
为了解决高层建筑风振问题，工程师们采取了一系列的措施。
首先，他们会在设计过程中考虑风振问题。
他们会根据地区的气候和建筑物的用途等因素来选择合适的形状和材料，以降低风振的概率。
其次，他们还会在建筑外墙表面安装振动控制装置，如阻尼器和减振器等。
这些控制装置可以吸收和分散部分风力作用力，从而减轻建筑结构的振动现象。
然而，尽管采取了上述措施，高层建筑风振问题仍然无法完全消除。
因此，更加深入的研究还是必要的。
科学家们正在努力探索新的振动控制技术和策略，以提高高层建筑的风振抗风能力。
例如，他们正在研究如何利用智能材料和结构来预测和控制风振现象。
这些智能系统可以通过感知建筑结构的振动状态，并及时作出调整来保持结构的稳定性。
总之，高层建筑的风振问题是一个复杂而严峻的挑战。
高层建筑结构抗风振性能分析与设计高层建筑抗风振是指建筑物在强风作用下抵抗风振的能力。
由于高层建筑的高度和细长形状，容易受风的作用，产生结构的振动。
因此，为了确保高层建筑的安全和稳定，必须对其抗风振性能进行分析和设计。
一、风振分析高层建筑抗风振性能的分析是通过计算建筑物在风场中受到的风压力，分析建筑结构的振动特性，以及评估结构的稳定性和安全性。
主要包括以下几个方面：1. 风压力计算：根据建筑物高度、形状和所在地的风速，计算出建筑物在不同高度和不同方向上受到的风压力大小。
这需要考虑的因素包括建筑物的表面积、气动力系数和风压力系数等。
2. 结构振动特性分析：通过数学模型和计算方法，分析建筑结构在风作用下的振动特性。
包括自振频率、阻尼比和模态形式等参数。
这些参数能够帮助工程师判断结构的振动情况，进而评估其稳定性和抗风能力。
3. 结构响应分析：根据建筑结构的振动特性，进行结构响应分析，即模拟建筑物在风场中的受力和变形情况。
通过有限元分析等方法，定量计算结构的应力、位移和变形等参数，为结构的抗风设计提供依据。
二、设计原则与方法在高层建筑抗风振的设计过程中，需要遵循一些基本的原则和方法，以保证结构的稳定性和安全性。
1. 抵抗风压力：结构的设计应考虑到不同高度和不同方向上的风压力变化。
采用适当的结构形式和截面尺寸，以抵抗风压力的作用，并保证结构的整体稳定性。
2. 减小结构振动：通过合理的结构抗振措施，减小结构在风作用下的振动。
常用的方法包括增加结构的坚固性、增加阻尼装置、优化结构参数和采用风洞试验等。
3. 考虑风-结构相互作用：在风振设计中，需要考虑风-结构相互作用的影响。
即风场的作用对结构的响应造成的影响，以准确评估建筑物的受力和变形情况。
4. 断面设计：根据结构的受力特点和抗振要求，进行断面的设计。
选择合适的材料和截面形式，以满足结构的抗风要求和使用寿命。
5. 工程实践经验：高层建筑抗风振的设计需考虑到实际工程施工和运行中的各种影响因素。
高层建筑风振监测在现代城市的天际线中，高层建筑如林立的巨人般拔地而起。
然而，这些高耸入云的建筑在面对风的力量时，并非坚如磐石。
风振现象，就像是隐藏在风中的“敌人”，可能对高层建筑的结构安全和使用舒适性构成威胁。
为了保障高层建筑的安全稳定，风振监测成为了一项至关重要的工作。
风振，简单来说，就是风对高层建筑产生的振动效应。
当强风来袭，高层建筑会受到风的冲击和绕流作用，从而产生各种振动。
这些振动可能表现为水平方向的晃动、扭转振动，甚至是竖向的振动。
如果风振过于强烈，可能会导致建筑结构的疲劳损伤、构件连接的松动、甚至是整体结构的破坏。
同时，过大的振动也会让居住或工作在其中的人们感到不适，影响正常的生活和工作。
那么，如何进行高层建筑的风振监测呢？这可不是一件简单的事情，需要一系列先进的技术和设备的支持。
首先，监测系统的核心是传感器。
常见的传感器包括加速度传感器、位移传感器和风速风向传感器等。
加速度传感器可以测量建筑在不同方向上的振动加速度，通过对加速度数据的积分和处理，可以得到振动的速度和位移信息。
位移传感器则直接测量建筑结构的位移变化，能够更直观地反映建筑的变形情况。
风速风向传感器则用于获取风的相关信息，帮助分析风振的原因和规律。
这些传感器通常会被安装在建筑的关键部位，比如顶部、中部和底部等。
安装位置的选择需要经过精心的设计和计算，以确保能够准确捕捉到建筑的振动特征。
而且，传感器的安装必须牢固可靠，避免在监测过程中出现松动或失效的情况。
传感器采集到的数据需要通过数据采集设备进行收集和传输。
这些数据采集设备通常具有高精度、高采样率和大容量存储的特点，能够在恶劣的环境下稳定工作。
采集到的数据会通过有线或无线的方式传输到数据处理中心。
在数据处理中心，接收到的数据会经过一系列的处理和分析。
这包括数据的滤波、去噪、特征提取和模式识别等。
通过这些处理，可以去除掉无用的噪声和干扰信息，提取出反映风振特性的关键数据。
然后，利用专业的分析软件和算法，对风振数据进行深入的分析和评估。
风振控制中的MTMD最优参数陈宇峰;王浩亮;刘伟庆;王曙光【摘要】在结构发生风振响应时,由设置在结构上的双重调频质量阻尼器(MTMD)控制装置被动地产生一组控制力,来减小和抑制结构的风振响应.其中,MTMD的参数取值对MTMD的控制效果有很大的影响,文中对MTMD的频带宽度、调频质量阻尼器(TMD)个数和阻尼比等基本参数进行了研究.根据RI=Min.Max.[DMF]特定的评判标准来评估MTMD的最优参数对控制效果的影响.通过数值分析,研究了MTMD系统各设计参数之间的关系,初步给出了MTMD最优基本参数,对以后MTMD的参数选取提供参考.【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(035)003【总页数】4页(P16-19)【关键词】风振控制;MTMD;最优参数【作者】陈宇峰;王浩亮;刘伟庆;王曙光【作者单位】福建省建筑科学研究院,福建福州350025;南京工业大学土木工程学院,江苏南京210009;南京工业大学土木工程学院,江苏南京210009;南京工业大学土木工程学院,江苏南京210009【正文语种】中文【中图分类】U459.2调频质量阻尼器(TMD)即人们所常说的动力吸振器，是一种经典的减振装置，早期被用来减小机器所引起的振动，70年代后逐渐应用于控制建筑结构的动力响应。
TMD是由一个质量块、弹簧和阻尼器所组成的振动控制系统。
结构振动引起TMD产生共振时，TMD产生的振动惯性力又反作用于结构本身，起到抑制结构动力响应的目的。
因此，使用TMD进行结构风振响应的控制是有效的，它是目前工程应用的被动控制方法之一。
TMD对频率调谐的敏感性存在一定的误差，是不容忽视的缺点。
因此，在设计TMD的过程中，将TMD系统的固有频率与受控结构的自振频率调谐至一个合理的比值是其中的一个关键步骤，只有满足这一条件TMD才能充分发挥它的耗能减振效果，达到最好的控制效果，由于理论计算与施工之间的误差、结构自身的非线性特征等因素，很难将TMD的固有频率与结构的自振频率始终调谐到一致。
