凹凸变化截面超高层建筑围护结构风荷载研究

超高层建筑结构抗风性能研究摘要：高层建筑数量的不断增加更加充分利用土地资源，在结构设计中我们需要考虑高层建筑与多层建筑的区别，且高层建筑由于整体高度，结构内部受力情况也更加复杂。

对于高层建筑而言，风荷载引起的效应在总荷载效应中所占的比重比较大，所以要做好高层建筑结构抗风设计工作，提高建筑结构的科学性和合理性，从而为人们提供一个舒适的居住环境，以此促进高层建筑的发展和进步。

关键词：超高层；建筑结构；抗风；性能1高层建筑结构抗风设计理论高层建筑一般具备较大的高宽比，同时其抗侧刚度较小；并且地震作用和风荷载都是其主要承担的水平荷载。

相比较地震作用，风荷载出现的频率比较高。

所以，在高层建筑结构中，主要设计的荷载是风荷载。

1.1基于性能的结构抗风设计理论基于性能的结构抗风设计理论，主要目标是在不一样强度水平风振的影响下，对建筑结构的安全和舒适度进行有效的控制，从而确定不同性能水准，确保在整个生命周期内的建筑物，在承担可能会出现的风振作用下，其总体成本费用是最小的。

1.2结构风振性能水准1.2.1风振系数作为我国目前使用得荷载规范的一个重要系数，风振系数对风载值的作用比较大。

1.2.2人体舒适度在侧向力的影响下，高层建筑会出现振动的情况，如果振动处于某一个限值时，人们会产生不舒服的感觉。

人体得舒服度可以分为六个不同的等级，分别是无振感、轻微振感、中等振感、烦恼和非常烦恼以及无法忍受。

1.2.3结构风振性能水准性能水准，主要是指所设计的建筑物，在可能会遭受的特定风作用下，所明确的最大容许舒服度，或者所容许的最大破坏度。

主要是从舒适度和变形两个方面确定性能水准的指标。

1.3结构性能目标性能目标，主要指的是所设计的建筑物，在设计风压等级的需求下，满足性能水准的总和。

结构性能目标，要综合考虑建筑物的使用要求、功能要求的重要性等等要素。

1.4结构抗风计算1.4.1理论计算在计算分析的工作中：①要充分的考量结构的线性，同时要充分的考量非线性恢复力特性，从而完成模型分析工作；②选择科学的计算方法，计算模拟风场，同时分析风振的动力时程；③按照不一样的性能目标，选择有效的分析方法；④推广实用性较强和容易掌握的计算方法，降低计算量，重视前后处理软件程序的开发和利用工作。

超高层建筑中的风载荷分析与结构优化随着城市发展和人口增长，超高层建筑在现代城市中扮演着举足轻重的角色。

然而，由于超高层建筑的高度和独特的设计，其面临的风载荷及其对结构的影响成为施工和安全的重要考虑因素。

因此，本文将对超高层建筑中的风载荷进行分析，并通过结构优化来提高其稳定性和安全性。

一、风载荷分析1. 风的作用原理风是大气层中空气流动的方式，其速度和方向的变化对超高层建筑的结构产生着重要的影响。

当风吹过建筑物时，会产生压力和吸力，称为静力效应。

此外，高层建筑还需要考虑到风的动力效应，即风速和结构共振引起的振动。

2. 风速分布与建筑尺度效应风速分布是超高层建筑风载荷分析的基础，其中建筑尺度效应被广泛关注。

建筑尺度效应指的是由于建筑物高度对风的流场结构产生的影响。

随着高度的增加，风速逐渐增加，并且在不同高度上可能存在较大的变化。

3. 风洞试验与数值模拟为了准确分析超高层建筑中的风载荷，风洞试验和数值模拟成为常用的研究方法。

风洞试验通过模拟真实风场，测量风对建筑物的压力分布，从而获得准确的风载荷数据。

数值模拟则通过计算流体力学方法，模拟风场，并计算出相应的风载荷。

二、结构优化1. 结构稳定性分析在超高层建筑中，结构的稳定性是确保安全的关键。

由于风载荷的作用，建筑物可能会受到不稳定或振动的影响。

因此，通过结构稳定性分析，我们可以确定合适的结构形式和抵抗风载荷的措施。

2. 结构减震措施为了减小风对超高层建筑结构的影响，需要采取减震措施。

减震措施可以通过减少结构刚度、增加阻尼或安装减震装置来实现。

常见的减震装置包括摇摆装置、阻尼器和减震支座等。

3. 结构材料与构造设计超高层建筑的结构材料和构造设计也对其承受风载荷的能力有着重要影响。

使用高强度的材料可以提高结构的刚度和抗风能力，合理的施工工艺和连接方式能够增强结构的整体性能。

三、案例分析以世界上的几座典型超高层建筑为例，对风载荷分析和结构优化进行案例分析。

通过详细分析建筑的设计参数、风洞试验和数值模拟结果，以及应用的减震措施和结构材料等，深入探讨了如何应对超高层建筑中的风载荷挑战。

凹凸不规则平面高层建筑结构设计的思考发表时间：2020-09-17T15:44:42.030Z 来源：《建筑实践》2020年14期作者：叶玲[导读] 凹凸不规则平面高层建筑扭转效应明显，建筑结构扭转反应是地震灾害的主要因素之一叶玲身份证号码：23010319901110****黑龙江省哈尔滨市 150000摘要：凹凸不规则平面高层建筑扭转效应明显，建筑结构扭转反应是地震灾害的主要因素之一。

基于充分利用地形、获取良好的采光与通风、设计共享大厅等建筑功能最大化的目的，我国大量高层住宅平面采用凹凸不规则平面，也称多头形凹凸平面。

本文对此类平面高层建筑结构设计超限判断、参数调控、加强措施等进行研究、探讨。

关键词：凹凸不规则；超限高层；结构设计随着城市化进程的不断推进，我国城市土地资源紧缺问题正日益严峻，在此背景下，城市中的建筑正越来越多的趋向高层建筑发展。

高层建筑将大部分建筑空间延伸到了上层，从而大大节省了土地资源，但同时其对结构设计的难度也更高。

特别是现代有很多高层建筑都采用了凹凸不规则结构，其一方面可以更好的满足人们的视觉需求，另一方面可以解决很多现实问题，但高层建筑凹凸不规则结构设计难度却较大。

本文主要对高层建筑凹凸不规则结构设计进行了研究。

1平面不规则结构平面不规则结构可以分为三种类型，分别是：平面不规则扭转结构、楼板缺乏连续性的结构以及楼板凹凸不规则结构。

首先来说平面不规则扭转结构：平面不规则扭转结构是指立足于每层楼房结构的两端存在的弹性水平位移量进行判断，如果楼层水平位移量为平均值的1.2倍或者是以上，则楼层结构便会出现不规则扭转的情况。

其次来说楼板缺乏连续性的结构：楼板缺乏连续性的结构是指楼板结构缺乏连续性，其主要原因在于楼板面积、建筑结构平面发生剧烈变化。

最后来说楼板凹凸不规则结构：楼板凹凸不规则结构是指在结构投影尺寸上，若平面凹进面积超过30%，则为凹凸不规则。

2高层建筑不规则结构设计的意义当今时代，在城市化建设进程不断加快、建筑行业迅速发展的同时，人们的生活水平、生活质量得到了显著提高，在此背景下，也对建筑设计表现出了多样化、个性化的需求，这无疑给建筑设计工作带来了更大的难度。

超高层建筑风载结构分析及风振控制研究随着城市化的加速和经济的发展，越来越多的超高层建筑拔地而起。

然而，由于高楼的特殊性质，其面临的风载结构分析和风振控制也是一项复杂的工程。

超高层建筑风载结构分析当设计师设计超高层建筑时，一定要考虑到其中出现的风荷载问题。

因为超高层建筑的层数越高，其受到的风荷载就会越大。

对于这些高楼大厦，需要进行风载分析，并制定相应的风荷载标准。

风荷载标准不仅包括了结构的抵抗力上限，还限定了设计的规范和要求。

设计师在进行风荷载分析时，往往使用数学统计的方法去计算建筑受风荷载的概率，从而找出风荷载与风速的线性关系。

然后根据该线性关系对建筑结构进行选材和设计。

超高层建筑风振控制研究风荷载作为超高层建筑面临的重要问题，不仅需要进行分析，还需要进行风振控制研究。

随着超高层建筑的层数一层层叠加，风荷载造成的振动问题也逐渐加剧。

由于风振的存在，许多人都会在高楼上感受到晕眩和失衡感，这必须尽快得到解决。

除了采用风荷载分析的结果来指导设计建筑的结构与抵抗力之外，还需要采用其它手段来控制超高层建筑的风振现象。

其中比较常见的控制手段有：自适应控制、主动控制和缓冲控制。

自适应控制是一种通过感应风荷载，从而对建筑结构和飘挂物体的运动进行相应的控制的技术。

通过感应到风荷载的方向和强度，可以采取相应的控制手段，从而减小风振造成的影响。

主动控制是一种更具有智能化的方法，其通过计算机控制算法对建筑结构的平衡进行控制。

当建筑结构产生风荷载的振动时，计算机会迅速进行数据处理，对结构进行相应的调整，从而消除振动的影响。

缓冲控制是一种有着长期的实践基础的控制手段，其借助了一些物理学的原理。

常用的缓冲控制手段包括振动消除器、缓冲器、减震器等。

总结一下，超高层建筑在设计之初就必须考虑到其风荷载问题。

而各种风荷载分析和控制手段也不断在进步。

然而，新型建筑经常会采用混合或组合的设计方法，对于这种情况，需要设计师们集思广益，共同解决超高层建筑的风荷载问题，确保人居安全和建筑的可持续发展。

对超高层建筑中风荷载及特性的研究发表时间：2016-07-14T15:18:39.960Z 来源：《基层建设》2016年8期作者：张建明[导读] 本文将结合风荷载的相关内容，分析它对高层建筑所造成的影响，为相关的研究工作提供一定的参考信息。

中金（西安）重型钢结构有限公司西安临潼 710600摘要：各种新型材料的不断出现，对从超高层建筑的应用范围的扩大产生了积极的影响。

相对而言，超高层建筑的投资成本大，对于施工技术的要求更高，不同组成结构非常的复杂。

作为影响超高层建筑影响因素的组成部分，风荷载的有效控制是保证了建筑结构的质量可靠性。

本文将结合风荷载的相关内容，分析它对高层建筑所造成的影响，为相关的研究工作提供一定的参考信息。

关键词：高层建筑；风荷载；组成结构；施工技术；发展现状；参考信息超高层建筑在具体的使用过程中，可能会受到某些客观存在因素的影响，对于相关的施工技术提出了更高的要求。

结合目前超高层建筑的发展现状，可知风荷载的存在影响着建筑物结构的稳定性。

因此，设计人员在具体的工作开展中应该对风荷载的特性等进行必要地了解，运用可靠的设计法方法增强建筑物的安全性能。

一、风对超高层建筑结构的作用为了完善建筑物的服务功能，增强自身的综合市场竞争力，建筑企业加快了超高层建筑的建设步伐，并取得了良好的作用效果。

在这些建筑后期的使用过程中，自然风的存在将会对建筑结构造成一定的影响，容易引发安全事故。

因此，相关的技术人员重视风对超高层建筑结构的作用，为科学预防措施实际应用效果的增强提供必要地保障。

风对超高层建筑的作用主要体现在：*1）大气流中不同方向的风将会对超建筑结构产生一定的静力作用和动力作用，影响着这些建筑结构的使用寿命；（2）不同形式的风致振动，给超高层建筑结构的稳定性带来了较大的威胁，容易产生建筑结构失稳的现象；（3）风的存在对于建筑结构的抗压性能提出了更高的要求，影响着建筑结构的实际作用效果。

这些方面的不同内容，客观地反映了风对超高层建筑结构的作用。

高层建筑施工中的风荷载分析与抗风设计高层建筑的施工过程中，风荷载是一个需要重视的问题。

在设计和施工阶段，风荷载的准确分析和抗风设计是确保建筑物安全稳定的重要因素。

本文将介绍高层建筑施工中的风荷载分析方法和抗风设计原则。

一、风荷载的分析方法风荷载的分析需要考虑建筑物的特点、地理位置以及使用情况等因素。

以下是几种常用的风荷载分析方法：1.1 等效静力法等效静力法是一种常用且简便的风荷载分析方法。

该方法基于静力学原理，将风荷载转化为等效的静力作用。

通过计算建筑物表面积与风速的乘积，得出等效的风压力。

然后按照建筑物的结构特点和风向等因素计算风荷载的分布情况。

1.2 风洞试验风洞试验是一种精确测量风荷载的方法。

通过在实验室中复制实际风场环境，通过测量风速和压力等数据来分析风荷载的分布情况。

这种方法可以考虑建筑物的形状、尺寸、细节等因素，提供更加准确的风荷载数据。

1.3 数值模拟数值模拟是一种基于计算机模型进行风荷载分析的方法。

通过建立建筑物的三维模型，并使用计算流体力学方法，模拟风场的流动情况，得出风荷载的分布。

这种方法可以考虑复杂的建筑物形状和细节，提供更为准确的风荷载数据。

二、抗风设计原则在进行抗风设计时，需要遵循一些重要原则，以确保高层建筑的安全性和稳定性：2.1 结构合理性高层建筑的结构设计应合理布置，结构强度和刚度满足设计要求。

采用合理的结构形式，如框架结构、筒体结构等，以提供足够的抗风能力。

2.2 强度设计高层建筑的结构应具备足够的强度，能够抵御风荷载的作用。

在设计阶段，应根据风荷载的计算结果，合理选择材料和构件的抗风性能，确保结构的安全可靠。

2.3 排列布置高层建筑的建筑形态和排布布置应考虑降低风阻力，减小风压力的作用。

合理设置建筑物的开口和凹凸部位，以降低风荷载的影响。

2.4 风挡设施在高层建筑的设计和施工过程中，可以采用风挡设施来减小风荷载的作用。

例如，在建筑物周围设置挡风墙、遮阳板等结构，以提供有效的风防措施。

第36卷 第6期2010年12月四川建筑科学研究S ichuan Buil ding Sc i ence收稿日期:2008 12 09作者简介:熊 曜(1982-),女,湖南益阳人,助教,主要从事高层建筑抗风研究。

E -ma i:l cexoj nw y @126.co m梁柱凹凸布置对规则巨型框架结构表面风压计算的影响熊 曜1,胡习兵1,王汝恒2(1.中南林业科技大学,湖南长沙 410004;2.西南科技大学,四川绵阳 621010)摘 要:风压沿建筑物表面的分布具有复杂性,现行的G B50009-2001 建筑结构荷载规范 对风荷载平均风压取值的简化计算标准,只考虑到了大气层风压高度和建筑物体型等因素的影响。

本文在风洞试验的基础上,通过对试验数据的数值分析和拟合,发现建筑物表面粗糙程度对建筑物表面的风压分布影响相当明显,并在此基础上得出了风压沿巨型框架结构不同表面粗糙程度下的简化计算公式。

算例研究表明,建筑物表面不同粗糙程度引起的风压分布变化对规则巨型框架结构变形的影响较大,在设计中应予以考虑。

关键词:巨型框架结构;风荷载;风洞试验;建筑物表面粗糙度系数中图分类号:TU 375 4 文献标识码:A 文章编号:1008-1933(2010)06-031-04Regulation m ega fra m e str ucture s urface wind press ure co mput ation i nflue nce by bea m and colu m n concave convex changeX I ONG Yao 1,HU X ibing 1,WANG Ruheng2(1.C entra l Sou t h U niversity of Forestry and T echno l ogy ,Changsha 410004,China ;2.South w estU n i versity o f Sc ience and T echno l ogy ,M ianyang 621010,Ch i na)Ab stract :T he w i nd pressure is ve ry co m plex a l ong w ith the bu ildi ng surface distr i buti on ,present !load code for the desi gn of bu ildi ng structures ∀(G B50009-2001)w i ndward load average w ind pressure value si m plifi cation cons i de red the factor o f at mo sphere w i nd pressure highly and so on .T his paper based on t he w i nd t unne l test ,and t he tentative data nu m er i ca l analysis and t he fitti ng ,discovered bu il d i ng surface roughness degree is obv i ous i nfl uence to the bu ildi ng surface w i nd pressure d istri buti on ,has obta i ned the w i nd pressure coeffic i ent a l ong t he bu il d i ng surface roughness va riety si m plifi cation for m ula .C alcu lated the examp l e resea rch i nd i cated ,regulati on m ega fra m e structure disto rt is g reat t hat i n fluence by the bu ildi ng surface d ifferent roughness causes the w i nd pressure distr i buti on change .Shou l d consider i n t he des i gn .K ey w ords :m ega structure ;w ind l oad ;w i nd tunne l test ;buil ding s u rface roughness coeffic i ent0 引 言当前在进行结构设计时,一般建筑物风荷载的取值标准均采用现行的GB50009-2001 建筑结构荷载规范 (以下简称规范)中有关风荷载的条款;对于高层建筑、高耸结构以及对风荷载比较敏感的其他结构,规范规定其基本风压应适当提高,并应由有关的结构设计规范具体确定[1]。