高层建筑风效应风振控制分析

超高层建筑结构风效应的关键技术研究及其应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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收稿日期： (##$Q"" Q#& 基金项目： 国家自然科学基金重大国际合作项目（ ’#’(#"&#(-$） 作者简介： 涂建维 （ "-)’ % ） ， 男， 副教授， 武汉人， 主要 研究道路桥 梁 与结构工程。
<= 顶部幕墙结构的风效应
<> <= 风荷载的模拟 ! ! 平均风荷载可用如下公式计算 ( 0 ! 1 !2 ( # （"） 其中 ( # 为基本风压， ! 1 为体型系数。由此可产 生 作用在主楼迎风面各楼层处及顶部幕墙结构迎风面 桁架各节点处的平均风力。 根据高耸结构的风致振动理论可知， 高层建筑 迎风面沿竖向各楼层处作用的脉动风力是一组具有 零均值的高斯平稳随机过程向量。它具有如下的功 率谱密度函数矩阵 ［ 3｛4｝ （ "） ］ 0［ 3 4 ］ 3 （ "） 5 （(） 其中 3 （ 为规格化的 S9J4GP:;< 谱， ［34 ］ 为 . T. 5 "） 阶常量矩阵 （ . 为结 构楼层总数） ， 它 的第 $ 行 第 6 列的元素为 3 4$ 6 0 # $ 6 4 $ 4 6 （&） 式中 # $ 6 0 4UP 7 8 2 $ 7 2 6 8 为脉 动风力的竖向 相 $# ! ! ! ( 干函 ； 4 $ 0 5 $ 1$ 2$ # !-$ 。 !
!"#"$%&’ () *()+%(,,-). +’" /-)0 1-2%$+-() (3 4$,, 56-,0-). 4(7 *6%+$-) /$,,
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高层建筑中的建筑噪声与振动控制高层建筑的崛起给城市带来了更多的生活空间和经济机会，但也带来了建筑噪声和振动的问题。

建筑噪声和振动对人们的健康和生活质量有着重要的影响。

因此，控制高层建筑中的建筑噪声和振动是一个迫切的任务。

一、建筑噪声建筑噪声是指建筑活动产生的噪音，包括施工噪声、机械噪声和装修噪声等。

高层建筑的施工过程中，常常会发出各种各样的噪音，如钻孔机的噪音、水泵的噪音等。

这些噪音不仅会给建筑工人带来工作压力，还会对周围的居民产生干扰和困扰。

为了控制高层建筑中的建筑噪声，可以从以下几个方面入手：1. 合理规划施工时间：在设计高层建筑施工计划时，应合理安排噪声产生的时间段，尽量避免在夜间或住户休息时间进行噪声较大的施工作业。

2. 采用噪声控制技术：高效的噪声控制技术可以减少噪声产生和传播的过程。

例如，在建筑设备上安装隔音装置，使用降噪材料进行隔音处理等。

3. 提高施工作业技术水平：通过改进施工作业工艺和技术，减少噪声的产生。

例如，使用先进的施工设备，合理安排作业流程等。

二、建筑振动建筑振动是指由建筑活动引起的土地振动，包括地震、施工振动等。

高层建筑的施工过程中，振动会对周围的土地、建筑物和人体健康产生一定的影响。

为了控制高层建筑中的建筑振动，可以从以下几个方面入手：1. 减少振动源：采用减振设备和技术，如在施工机械上安装减振装置，减少施工过程中的振动产生。

2. 引入振动隔离技术：通过设计和施工中的振动隔离措施，如在建筑物的基础上设置减振器、减震垫等，减少振动传导到建筑物的程度。

3. 定期监测和评估：建筑振动控制需要进行定期的振动监测和评估，以及相应的控制措施。

综上所述，要控制高层建筑中的建筑噪声和振动，需要综合运用技术手段和管理措施。

通过合理规划施工时间、采用噪声和振动控制技术、提高施工作业技术水平等，可以最大程度地减少影响人们健康和生活质量的建筑噪声和振动。

这样不仅可以保障居民的休息和工作环境，也可以确保高层建筑的稳定和安全运行。

浅谈高层建筑结构风荷载及抗风设计摘要：风荷载与高层建筑的安全和使用有着密切关系，过大的侧向位移会使结构产生过大的附加内力，这种内力与位移成正比，附加内力越大位移越大，以致形成恶性循环，可能导致或者加速建筑物的倒塌。

过大的侧向变形也会导致结构性的损坏或者裂缝，从而危及结构的正常使用，影响人们的生活和工作，本文简要介绍了风的起因、特性、风荷载的计算，以及高层建筑结构抗风设计。

关键词：风荷载；高层建筑；体型；抗风设计一、风荷载1、风的特性风是由于气压分布不均引起空气流动的结果，随着建筑物高度的增加，风速也会随之产生变化。

当气流遇到建筑物时，在建筑物表面产生吸力或者压力，即形成风荷载。

风荷载的大小主要与近地风的性质、风速、风向有关，也与建筑物的高度、形状和地表状况有关。

风荷载是由于建筑物阻塞大气边层气流运动而引起的，风荷载的特点有以下几点：1、风荷载与空间位置、时间有关，并且还受到地形、地貌、周围建筑环境的影响，具有不确定性；2、风荷载与建筑物的外形有关，建筑物不同部位对风的敏感程度不同；3、对于具有显著非线性特征的结构，风荷载可能会产生流固耦合反应；4、脉动风的强度、频率、风向是随机的，具有不确定性；5、风荷载具有静力和动力双重特点，动力部分即脉动风的作用会引起高层建筑物的振动。

建筑物风荷载主要包括三部分：平均风压产生的平均力、脉动风压产生的随机脉动力、由于风引起建筑物振动产生的惯性力。

2、风荷载的计算我国规范GB50009-2012《建筑结构荷载规范》规定，垂直于建筑物表面的风荷载标准值应按下式计算式中：为风荷载标准值（KN/m2）；为高度Z处的风振系数；为风荷载体型系数；为风压高度变化系数；为基本风压（KN/m2）；基本风压与高层建筑结构的安全性、经济性、适用性有着密切关系，基本风压的确定方法和重现期关系到建筑结构在风荷载作用下的安全。

我国确定风压的方法包括对观测场地、风速仪的类型和高度以及统计方法的规定，重现期为50年的风压为基本风压。

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。

第３ ９卷 第 ３ ｌ期
・
４ ６・
２ ０ １ ３年 １ １月
Ｓ Ｈ ＡＮＸＩ ＡＲＣ ＨＩ Ｔ ＥＣ Ｔ ＵＲＥ
山 西 建 筑
Ｖｏ １ ． ３ ９ Ｎｏ ． ３１ ＮＯ Ｖ． ２０１ ３
文章编号 － １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ３ １ — ０ ０ ４ ６ — ０ ３
０ 引言
已知高度的高层建筑 ， 主要 控制变量 选择有 两个 ： 周 围楼 群 的高
本文建 立一个 ９ ｍ×９ ｍ 的等 间距 众多的统计 资料表 明， 风灾所造 成的损失为各 种 自然灾 害之 度和周 围楼群的问距 。因此 ， 模 型群 ， 由于考虑 对称性 ， 只 取一半结 构分 析。边界条 件要 使边 首。２ ０ ０ ４年 ， 台风“ 云娜” 造成 我 国浙 江省 直 接 经 济 损失 高 达 界对研究 区域 的影响忽 略不计 ， 阻塞率应 不大于 ３ ％ 。计算 域 的 ２ ０ ０多亿元人民币。２ ０ ０ ９年 台风“ 莫拉克 ” 造成 中国台湾 、 大 陆近 确定除 了阻塞率要求以外 ， 所研究建筑结构在计算 域 中所处 的位
计 中只重视考虑单独 的高层建筑而忽略周围建筑群和风 之间相 互作 用的问题 ， 得 出了楼群效应较 大的影响着楼群风 压分 布和风
流 线 的结 论 。 关键词 ： 高层建筑 ， 风荷载 ， 有 限体 积 法 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｕ ３ １ ２ ． １ 文献 标 识 码 ： Ａ
体流出， 无法满足边界条件 中出流面需要保 持所设定梯 度为零 的
初 始条件 ， 从 而使 出流 面处 于因建筑 物 阻挡而 形成 的尾流 回流 中， 这样将会 导致 计算结 果偏差 很大 ， 使结 果不可 信 ； 另一方 面 ，

ｚ
式中 、 ”、 分 别 为脉 动 增 大 系数 、 脉 动 影 响系 数和 振 型 系 数 ，三者 可 以 查规 范 的表 格 得 到 。ｚ ｍ 为风 压 高度 变 化 系数 。
高层建筑风振控 制
高层建筑 的风振控制有多种方法， 包括调频质量阻尼器 （ Ｔ ｕ ｎ — ｚ＿ Ｚ— Ｚｄ’ ｅ ｄ Ｍａ ｓ ｓ Ｄａ ｍ ｐ ｅ ｒ ，简称 Ｔ ＭＤ） 、调频液柱阻尼器 （ Ｔ ｕ ｎ ｅ ｄ Ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ 其中ｚ — — 离地 高 度 （ ｍ） ： Ｄ ａ ｍｐ ｅ ｒ ，简称 Ｔ Ｌ Ｃ Ｄ） 、调频液体阻尼器 （ Ｔ ｕ ｎ ｅ ｄ Ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ Ｄ ｍｐ ａ ｅ ｒ ， ｚ 厂一 零 平均 位 移 （ ｍ ｏ 简称 Ｔ Ｌ Ｄ） 、挡风板 （ Ａｅ ｒ ｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ Ａ ｐ ｐ ｅ ｎ ｄ ａ ｙ ｓ ） 控制、锚索控 制、 风压是建筑结构设计中的基本设计依据之一，其取值 的大小 粘弹性阻尼器一类的耗 能构件控制等 ， 其 中， 调频质量阻尼器 、 挡 对高层 （ 高耸）和 大跨度结构的安全性、适用性、耐久性及是否经 风板控制和锚索控制等又分主动控制和被动控制 ，本文只对调频 济有密切 的关系． 基本风压 系以当地 比较空旷平坦地面上离地比较 质量阻尼器和调频业主阻尼器和粘弹性阻尼器等 比较 常见的被动 离地 １ ０ ｍ高统计所得的 ５ ０ 年一遇 １ ０ ａｉ ｒ ｎ 平均最大风速、 按 ＝ １ Ｐ ２ 风振 控 制 方 法进 行 介绍 。 调频 质 量 阻 尼器 （ Ｔ ＭＤ ） 确定的风压。基本风压值不得小于 ０ ． ３ ｋ Ｎ／ ｍ 。我国不 同城市和地 调频质量阻尼器在实际高层中已得到应用 ， 例如 １ ９ ７ ７年在美 区的基本风压直接查用 《 建筑结构荷载规范 》 的全国基本风压 分布 Ｊ ｏ ｈ ｎ Ｈａ ｎ ｃ ｏ ｃ ｋ Ｔ ｏ ｗｅ ｒ ， Ｂ ｏ ｓ ｔ ｏ ｎ） 和 １ ９ ７ ８ 图。当城市或建设地点的基本风压不能查收时 ， 基本风压值可根据 国波 士顿约翰汉考克大厦 （ 年在纽约西蒂柯布中心 （ Ｃ ｉ ｔ ｉ ｃ ｏ ｒ ｐ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ，Ｎｅ ｗＹ ｏ ｒ ｋ） 分别安装 了 当地年最大风速资料 ，按基本风压定义 ，通过统计分析确定。 调频质量阻尼器 ，西蒂柯布中心安装的调频质量阻尼器系统 。 调 频 液柱 阻尼 器 （ Ｔ Ｌ Ｃ Ｄ ｏ调 频 液柱 阻 尼 器是 一 种 ｕ 型 的管 风荷载的计算 风力的计算。风荷载是结构设计 的重要荷 载，在工程计算中， 状水箱 ，并在水平管得 中不设置格兰，为的是增加阻尼。ｕ 型的 管状水箱安装固定在建筑物 的项部。当建筑物在风荷载作 用下运 常采用集中风荷载 动时 ，水箱将一 同运动一同运动 ，致使水箱中的水晃动 ，水晃动 Ｐ ） ＝ ） ＋ （ ｚ ） 性力对水箱壁的作用就形成 了对建筑物的减振力。 式中 ，Ｐ （ ｚ ） 为顺风 向 ｚ高度处总静力风荷载 ： （ ｚ ） 为顺风向 ｚ 产生的， 粘弹性阻尼器。正如减速器能使门的关 闭速度减缓那样 ，在 高度处静力风荷载 ； （ ｚ ） 为顺风 向 Ｚ高度 处风振动 力风荷 载。 高层建筑 物内部安装粘 弹性阻尼器 ，同样能达 到减小结构物摆动 ） ＝ 皑 式中， Ａｚ为垂直于建筑物表面上平均风荷载受风面积 （ ｍ ） ； 的 目的。粘弹性 阻尼器 已成功地应 用于 美国纽约世界 贸易中心 （ １ １ ０层 ） 和西雅图哥伦 比亚中心 （ ７ ７层 ）等大楼中。 为风荷载体型系数 ： 在高层建筑和大跨度建筑结构设计 中，风振 Ⅱ 向 应和风振系数 为风压 高度变化系数 ； 是计算的重点和难点之一。我国的规范提供 高层高耸结构在顺向 为基 本 风压 。 风效应的风振 系数的计算 方法 ，这一方法不太适用于复杂高层建 筑和 大跨度建筑。因此 ， 在复杂的高层建筑和大跨度建筑设计 时， （ 作者单位 ：华侨大学土木工程学 院 ） 风荷载 的确定 需要采用其 它更精确 的方法来确定。

高层建筑的风载与地震载设计一、引言随着城市化进程的不断加快，高层建筑在城市中的比重越来越大。

然而，高楼大厦所处的环境复杂多变，不仅需要承受自身重力荷载，还需要考虑外部因素对其产生的影响，其中风载和地震载是最为重要的两项。

本文将重点讨论高层建筑的风载和地震载设计原理及方法。

二、风载设计1. 风压计算方法风是高层建筑结构受力的重要外部因素之一，而风压则是描述风对建筑物外立面产生作用的力。

根据《GB50009-2012建筑结构荷载规范》等相关规范，风载通常分为静风压和动态风压两部分。

静风压是指风作用下建筑物所受的静态压力，一般可根据建筑物外形采用简化公式计算；动态风压则是指风速变化引起的压力波动，需要考虑更多复杂因素。

2. 风振问题除了直接的风压作用外，高层建筑还会因为风致使结构发生振动，即所谓的风振问题。

当风速较大时，如果结构频率与风激励频率接近甚至相等，就会导致共振现象发生，加剧了结构受力情况。

因此，在设计过程中需要对结构进行合理的抗风振设计，避免共振现象的发生。

三、地震载设计1. 地震波与地震烈度地震是另一个常见的自然灾害，对高层建筑的破坏性极大。

在地震设计中需要考虑到地震波对结构产生的作用。

通常地震波可通过地震烈度参数进行描述，建筑物所受地震作用取决于地震波传递到建筑物基础下时的幅值和频率内容。

2. 结构抗震设计结构抗震设计是为了保证建筑物在发生地震时有足够抵抗破坏的能力。

常见的抗震措施包括设置剪力墙、加固节点连接等。

此外，在设计过程中还应考虑土壤条件、楼层质量、柱网间距等因素对结构抗震性能的影响。

四、综合考虑与优化1. 风载与地震载的叠加效应高层建筑在实际情况下受到的是同时存在的多种荷载作用，包括自重、风荷载、地震荷载等。

这些荷载不仅会单独作用于结构上，并且还会相互影响产生复杂叠加效应，因此在设计时需要综合考虑各种荷载对结构安全性的影响。

2. 结构优化设计为了更好地确保高层建筑在复杂环境下的安全性能，工程师们往往还会进行结构优化设计。

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。

超高层建筑结构风振控制与抗风设计作者：雷颖来源：《房地产导刊》2013年第12期摘要本文从风荷载的特点及其效应出发，针对性的提出了降低结构风振反应的措施，重点叙述了机械措施，得出结论如下：在结构振幅最大处设置自振频率与结构一阶自振频率相接近的TMD也是减小风振反应的有效措施。

最后，本文还讨论了一种基于我国《建筑结构荷载规范》的高层建筑风振控制的实用化设计方法。

风荷载是各类建筑物的重要设计荷载之一。

对大跨空间结构、高层建筑而言，风荷载常常起主要甚至决定性作用，复杂的动力风效应影响成为结构设计的控制因素之一。

随着新技术、新材料、新型式、新设计方法的应用，工程结构日趋多样化、大型化、复杂化，对风敏感程度越来越强。

然而，在现行的建筑结构规范中，上述结构的抗风设计参数并不完善，风与结构间复杂的相互作用对结构抗风设计、防灾减灾分析提出了巨大挑战。

因此重大工程结构在风荷载作用下的动力响应特性研究越来越受到学术界和工程界的关注与重视。

一、风荷载特点及其效应随着高强轻质材料的应用和设计水平的不断提高，现代建筑不断向高层和超高层的方向发展，结构的阻尼更小，柔度更大。

高层建筑的特点是长细比较大，在动力荷载作用下易产生振动和变形，长期的、频繁的中低风作用使高层建筑某些局部构件产生疲劳破坏，从而使整个结构失稳。

当高层建筑的自振频率接近风的卓越频率时，结构响应进一步加剧，风振的影响非常显著。

据统计，结构由于风灾产生的破坏占结构破坏总数的大部分。

风荷载已成为高层、超高层结构的主要设计荷载之一，已成为结构设计中不容忽视的内容。

根据大量实测的风速时程记录，可将风看作由平均风（长周期的稳定风）和脉动风（短周期的波动风）组成。

平均风是在给定的时间间隔内，把风对建筑物的作用力的速度、方向以及其他物理量都看成不随时间而改变的量。

由于风的长周期远远大于结构的自振周期，可等效为静态作用处理，应用结构静力计算。

脉动风的强度是随时间按随机规律变化的，由于周期较短，应用随机振动理论进行分析。

某高层建筑（100米以下）横风向风振探讨发布时间：2021-07-26T04:51:40.289Z 来源：《房地产世界》2021年5期作者：耿奇杰[导读] 根据高层建筑混凝土结构技术规程，我们发现：高层建筑一般受横风向振动作用比较大，所以在结构设计时不应忽略横风向风振的作用。

但是否所有的高层建筑都需要考虑横风向风振的影响？这个问题比较复杂，正常来讲，高层建筑的高宽比H/D、总高度H、结构本身的自振频率等都会影响到横风向风振，除此自外，结构设计师的工程经验、当地类似项目的资料也可以用来判断分析横风向风振的影响。

耿奇杰江苏环盛建设工程有限公司江苏南京 210000摘要：根据高层建筑混凝土结构技术规程，我们发现：高层建筑一般受横风向振动作用比较大，所以在结构设计时不应忽略横风向风振的作用。

但是否所有的高层建筑都需要考虑横风向风振的影响？这个问题比较复杂，正常来讲，高层建筑的高宽比H/D、总高度H、结构本身的自振频率等都会影响到横风向风振，除此自外，结构设计师的工程经验、当地类似项目的资料也可以用来判断分析横风向风振的影响。

根据荷载规范，建筑高度、高宽比可以用来作为判断建筑物是否需要考虑横风向风振的影响的直观依据。

100米以下的高层住宅是我们经常遇到的一种结构形式，本文就此类建筑是否需要考虑横风向风振影响进行分析探讨。

分析建议：体型规则的一般高层住宅结构不需要考虑横风向风振的影响，本结论可为类似工程设计提供相应的经验。

关键词：横风向风振；高宽比正文：某项目抗震设防烈度为7度，其场地土类别为Ⅱ类，基本风压为0.35KN/，地面粗糙类别为确定为B类，。

其中一栋高层建筑A为地下一层，地上26层，总高约77米，地下室顶板作为结构的嵌固端，为高层剪力墙结构，平面长度约60米，宽度约15米，高宽比为5.2，垂直方向体型连续无突变，如下图1所示：图3 考虑横风向风振作用梁配筋图表一图6 考虑横风向风振作用梁配筋图表二仔细对比以上两种情况并研究相关的规范和资料，笔者发现，盈建科结构设计软件计算横风向风振作用的方法基于建筑结构荷载规范附录H.2节。

超高层建筑结构设计中的风振效应分析随着城市化进程的加速，越来越多的超高层建筑在各大城市拔地而起，成为城市风貌的一道亮丽风景线。

然而超高层建筑的建设过程中存在的一些问题和挑战也不容忽视。

其中之一便是超高层建筑结构设计中的风振效应分析。

本文将讨论这一话题，并探究其相关的技术和方案。

一、风振效应是什么？风振效应简单地说，就是指风对建筑结构的影响所形成的振动效应。

它在超高层建筑结构设计中的作用十分重要，因为超高层建筑一般都有较高的高度和较大的体积，结构非常复杂，而且受到风的影响非常大。

风振效应会对建筑物的安全性、舒适性和美观性产生很大的影响，因此必须加以充分考虑和控制。

二、风振效应的影响因素风振效应的产生并不是单一原因，而是由多种因素的综合影响所导致的。

其中主要包括如下几点：1. 风速及其方向：风振效应的大小和方向直接取决于风速和风向，风速越大、方向越垂直于建筑物立面，风振效应就越明显。

2. 建筑物结构：建筑物结构的特点、尺寸、高度和材料等都会影响风振效应。

比如说，塔形结构比矩形结构更易受到风的影响。

3. 地形：地形的高低起伏、周边环境等也都会影响风振效应。

比如说，环境中是否有高耸的建筑物、山岳地形等都会造成风场的扰动，增大风振效应。

三、风振效应的分析方法为了控制和减小超高层建筑结构的风振效应，必须对其进行分析和设计。

而在风振效应的分析中，目前比较常见的方法有如下几种：1. 加载系数法：即通过设定某些特定的载荷系数，来确定建筑物在不同风速和风向下的风荷载大小。

这种方法适用性广，但计算较为复杂，不太适合大规模的工程设计。

2. 数值模拟法：即利用计算机模拟风场的过程，来预测风振效应。

这种方法可以比较客观、直观地反映风场的情况，但需要进行大量的计算和实验研究，成本较高。

3. 物理模拟法：即通过模拟真实的风场环境，对建筑物进行实际的测试和验证，检测其在不同风速下的振动情况。

相比于数值模拟法，这种方法更加准确，但同时也需占用大量的实验场地和测试设备。

新荷载规范中【超高层建筑】的横风向及扭转风振金新阳1陈晓明肖丽杨志勇黄吉锋(中国建筑科学研究院，北京100013)提要基于《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）矩形平面结构横风向与扭转风振的计算方法，结合PKPM软件，讨论了结构高宽比、深宽比、周期、阻尼比等参数对等效风荷载计算结果的影响以及规范中相关计算方法的适用范围，为设计人员采用新荷载规范计算横风向与扭转风振提供支持。

关键词荷载规范，横风向风振，扭转风振，PKPM1.引言相对于上一版规范GB50009-2001（以下简称2001规范），《建筑结构荷载规范》GB50009-2012（以下简称2012规范)对风荷载的计算方法做了较大的修改。

其中不仅调整了【风压高度变化系数】和【体型系数】等静力计算内容，而且对【风振计算的内容与方法】做了大量的改进和完善工作，这其中包括：●修改了顺风向风振系数的计算表达式和计算参数；●增加了大跨度屋盖结构风振计算的原则规定；●增加了横风向和扭转风振等效风荷载计算的规定；●增加了顺风向风荷载、横风向及扭转风振等效风荷载组合工况的规定；●增加高层建筑结构顺风向及横风向风振加速度计算等内容。

在风荷载的计算中，除了少数工程通过风洞试验获得数据以外，大多数工程仍需要借助于软件的自动计算功能，这就需要由工程人员自行确定相关的参数。

由于2012规范中风荷载计算涉及的参数较2001规范明显增多，且计算方法变得更加复杂，使得参数的选择和对计算结果的定性校核变得比较困难，因此有必要对各参数的选择和主要参数对计算结果的影响进行详细的分析讨论。

在本文中，依据2012规范提供的计算方法，结合PKPM的软件，讨论了不同的参数设置和结构的特征对计算结果的影响，并对规范中的重要条文，如适用范围等进行了重点探讨。

2.矩形平面结构的【横风向风振】按2012规范8.5.1条，“对于横风向风振作用效应明显的高层建筑以及细长圆形截面构筑物，宜考虑横风向风振的影响。

浅谈风对建筑的破坏作用近年来，随着经济的发展，人们对建筑物的各方面提出了更高的要求。

其中风对建筑的影响是不可忽略,尤其在大型建筑,如桥梁等大跨度结构.也由此建立了结构抗风的研究。

风对构筑物的作用从自然风所包含的成分看包括平均风作用和脉动风作用，从结构的响应来看包括静态响应和风致振动响应.平均风既可引起结构的静态响应，又可引起结构的横风向振动响应。

脉动风引起的响应则包括了结构的准静态响应、顺风向和横风向的随机振动响应.当这些响应的综合结果超过了结构的承受能力时，结构将发生破坏。

本文从高层建筑和桥梁两方面简单介绍风对建筑的破坏作用。

一风对高层建筑的影响风荷载是衡控制高层建筑结构刚度和强度的重要荷载之一。

由于高层建筑广泛使用全钢架结构和大面积玻璃幕墙，使得结构的柔性增加，阻尼变小,结构的自振周期与长的风速周期较远。

所以风对高层建筑的影响很大。

在建筑物的迎风面产生压力 ( 气体流动产生的阻力），包括静压力和动压力; 在横风向产生横风向干扰力（气体流动产生的升力）; 空气流经建筑物后产生的涡流干扰力 (包括背风向的吸力） .这些风荷载随着风的速度、风的方向、风本身的结构及作用的建筑物的体型、面积、高度、作用的位置和时间不停地变化, 而建筑物在风荷载作用下产生的运动反过来又会影响风场的分布状况, 这种相互作用使风荷载更加复杂.一般来说, 风对建筑物的作用有以下特点: （ 1) 风对建筑物的作用力包含静力部分和动力部分, 且分布不均匀, 随作用的位置不同而变化；（ 2）风对建筑物的作用与建筑物的几何外形有直接关系，主要指建筑物的体型和截面的几何外形；（ 3）风对建筑物的作用受建筑物周围的环境影响较大。

周围环境的不同会对风场的分布影响很大；（ 4）与地震相比较, 风力作用持续时间较长，有时甚至几个小时，同时作用也频繁。

对于建筑结构来说, 其风效应包括：结构的平均风静力反应、脉动风振反应、旋涡干扰风振反应及结构的自激振动反应。

结构动力学中的风振问题分析结构动力学是研究结构在外界力作用下的振动行为的学科，而风振问题则是结构动力学中一个重要的研究方向。

本文将从风振问题的背景和原因、影响因素和评估方法等方面进行详细分析和讨论。

一、背景和原因在风振问题中，结构物在大风环境下会受到风力的作用，引起结构的振动。

风振问题主要存在于高层建筑、长跨度桥梁、烟囱、塔楼等高耸结构中。

这种振动既可能是结构自身的自由振动，也可能是受到风力激励后的强迫振动。

风振问题的产生原因可以归结为以下几点：1. 气象因素：大风引起的气动力是产生风振问题的主要原因之一。

气象因素包括风速、风向、风向变化频率等。

2. 结构刚度：结构刚度的大小将直接影响结构的振动特性，而刚度小的结构更容易受到风力的激励而发生振动。

3. 结构阻尼：结构的阻尼越小，振动越容易发生和持续。

因此，结构的阻尼对于风振问题的研究具有重要意义。

4. 结构质量：结构质量的大小也将影响结构的振动特性，质量越大，振动频率越低，风振问题相对较小。

二、影响因素风振问题的复杂性决定了其受到多个因素的共同影响。

主要的影响因素包括：1. 风速和风向：风速和风向是产生风振问题的主要因素，其中风速对结构振动的影响最为显著。

2. 结构特性：结构的刚度、质量和阻尼等特性将直接影响结构的振动响应。

3. 结构形状和几何尺寸：结构的形状和几何尺寸影响着结构对风力的反应，尤其是在流体作用下的层流和湍流区域。

4. 地面效应：结构与地面之间的交互作用对风振问题也具有重要影响。

三、评估方法针对风振问题，需要进行定量的评估和分析，以寻找有效的风振控制措施。

常用的评估方法包括：1. 数值模拟：通过数值模拟方法，可以模拟结构在大风作用下的振动响应。

常用的数值方法包括有限元法、计算流体力学方法等。

2. 风洞试验：风洞试验可以模拟真实的风场环境，并通过模型的测试来评估结构的振动响应。

风洞试验是评估风振问题最为直观和准确的方法之一。

3. 实测方法：通过实际的结构振动监测数据，可以对结构的风振问题进行评估和分析。

（2－2）
图2－1结构上的风力
阻力系数
横向力系数（水平向结构也称升力系数）
扭矩系数
B 结构的参数尺度，常取截面垂直于流动方向的最大尺度（m）
三种类型的振动
顺风向弯剪振动 或弯扭耦合振动
横风向风力下 涡流脱落振动
空气动力失稳 （驰振、颤振）
当无偏心风力矩时，在顺力向风力作用下，结构将产生顺风向的振动，对高层结构来说，一般可为弯曲型（剪力墙），也有剪切型（框架），当为框剪结构时，可为弯剪型。
BRI: 33 ( 花旗银行大厦 ) BRI:56 BRI: 63
抗剪：理想的抗剪体系是一片无洞口的板块或墙体 SRI=100 SRI=62.5 与杆件的长度、截面、高度有关 SRI=31.3 SRI,BRI的概念设计及应用 wind design, seismic design.
解得上两式得到：
01
02
我国规范修订稿将地貌分成A，B，C，D四类
A类指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区。取 ， ；
B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的中小城镇和大城市郊区为标准地貌。取 ， ；
三、平均风速的时距
房屋建筑类统一取10m为标准高度
一、标准高度的规定
取年最大风速为统计样本，即每年以一最大风速记录值为一个样本
四、最大风速的样本
设重现期为 年，则 为超过设计最大风速的 概率，因为不超过该设计最大风速的概率或保证率应 为：
五、最大风速的重现期
式中m(z)、c(z)、I(z)、p(z)均沿高度上的质量、阻尼系数、惯性和水平风力 f(t)为时间函数，最大值为1，而w（x，z）为坐标（x，z）处的单位面积上的风力
（1）
设用振型分解法求解，位移按振型展开为：

(一)单一高层建筑的局地风1、高大建筑附近的涡流成因分析高层建筑物周围的风环境状况是由靠近地面的流动风（简称近地风）所决定的，近地风的形态结构如湍流度、旋涡尺寸等以相当复杂的形式依赖于建筑物的尺度、外形、建筑物之间相对位置以及周围的地形地貌等，不同时间、不同空间的风速、风向是不同的。

可见，空气绕过建筑物的流动是一个非常复杂的流体运动现象，其流动特征具有明显的紊乱性、随机性，对行人的舒适程度的影响也不尽相同。

风作用在建筑物上产生风压差。

当风吹到建筑物上时，在迎风面上由于空气流动受阻，速度降低，风的部分动能变为静压，使建筑物迎风面上的压力大于大气压，在迎风面上形成正压区。

在建筑物的背风面、屋顶和两侧，由于在气流曲绕过程中形成空气稀薄现象，因此该处压力将小于大气压，形成负压区，形成涡流。

Snap4.jpg2、高大建筑高风速区分布高大建筑林立会产生“峡谷”效应，带来变幻莫测的“高楼风”。

气流分布与建筑物形状有关。

高层建筑如建筑呈横长形时风速最大区为建筑上方，当建筑呈细高状时，风速最大区为建筑两侧，项目的裙楼建筑为横长形,情况属于前者，塔楼建筑为细长形，情况属于后者。

Snap5.jpg(二)建筑群的局地风实际上，某一单体高层建筑物孤立存在的情况是很少的，更常见的是多栋相邻高层建筑物构成的建筑群。

对于高层建筑群，由于各单体建筑之间的相互干扰，使得组成群体的各个建筑的空气动力特征与单个孤立建筑相比有较大的区别，其周围的风环境状况也更加复杂。

影响高层建筑群风环境的主要因素为①建筑群空间密度及布局；②建筑物周围环境相对高度；③风向、风速；④建筑物的尺度、相对高度；⑤局域的地形、地貌等。

对于多个相邻高层建筑物，当间距足够大时，它们之间没有相互作用，相当于多个单体的情形；而当间距很小时，整体上只相当于一个单体建筑；只有当相邻建筑物之间存在一定的距离并相互作用时，其风场状况才不同于单体建筑。

高层建筑群风环境较差的区域为建筑物拐角处和巷道内。