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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。
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。
浅谈风荷载对高层建筑结构的影响On the influence of wind load on high-rise building structure摘要：随着经济的发展，近年来高层建筑尤其是体型复杂的超高层建筑得到了蓬勃的发展。
高层建筑如今已经成为世界上的建筑主流，它是一个国家建筑发展水平和经济实力的集中体现。
通过研究建筑结构抗风的理论基础，我们知道风荷载对高层建筑物的影响是不可忽视的，如何解决高层建筑结构风荷载的问题，提出建筑结构的抗风加固方法，是建筑科学发展的核心地位。
Abstract: With the development of economy, in recent years, high-rise buildings, especially the complex super high-rise buildings have been booming. Nowadays, high-rise buildings have become the mainstream of architecture in the world, which is the concentrated embodiment of the development level and economic strength of a country's architecture. By studying the theoretical basis of the wind resistance of building structures, we know that the influence of wind load on high-rise buildings cannot be ignored.关键字：风荷载，高层建筑结构，影响，理论基础，加固。
Keywords: wind load, high-rise building structure, influence, theoretical basis, reinforcement1.风荷载的形成风荷载也称风的动压力，是空气流动对工程结构所产生的压力。
高层建筑层间位移控制的分析汇报人：日期:•高层建筑层间位移控制的概述•高层建筑层间位移控制的设计方法•高层建筑层间位移控制的施工方法•高层建筑层间位移控制的影响因素目•高层建筑层间位移控制的挑战与解决方案•高层建筑层间位移控制的发展趋势与展望录高层建筑层间位移控制的概述01高层建筑的层间位移是指由于地震、风荷载等外部作用引起的建筑各层之间的相对位移。
定义层间位移控制对于保证高层建筑的结构安全性和稳定性具有重要意义，可以有效避免结构损伤和破坏。
重要性定义与重要性地震时，地面震动和地基变形会导致高层建筑各层之间的相对位移。
地震作用风荷载作用结构自重风荷载作用于高层建筑的表面，可能导致各层之间的位移。
高层建筑自重产生的弯矩和剪力也会引起各层之间的位移。
030201地震烈度越高，地面震动和地基变形的幅度越大，层间位移也越大。
地震烈度不同的建筑结构类型对层间位移的抵抗能力不同，例如钢结构高层建筑的层间位移通常比混凝土结构高层建筑小。
建筑结构类型高层建筑的高度越高，其重心位置越高，结构稳定性越差，层间位移也越大。
建筑高度地基的刚度和稳定性对层间位移的产生有重要影响，软弱地基更容易导致层间位移的产生。
地基条件高层建筑层间位移控制的设计方法02基于弹性理论，假设材料为线性，适用于较小的变形和低应力水平。
线性分析将结构划分为有限个单元，对每个单元进行平衡分析，适用于复杂结构和非线性行为。
有限元法根据能量的平衡和守恒原理，计算结构的位移和内力，考虑了材料的弹性和非线性特性。
能量法在结构中引入塑性铰，允许结构在达到屈服点后发生塑性变形，吸收地震能量。
塑性铰通过分析结构在塑性阶段的性能，确定结构的最大承载力和位移，考虑了结构的非线性行为和破坏机制。
塑性极限分析结合弹性分析和塑性分析的方法，考虑了结构的弹性和非线性特性，适用于复杂结构和地震作用下的分析。
弹塑性分析静力推覆分析在结构上施加静力推覆力，模拟地震作用下的动力响应，计算结构的位移和内力，适用于高层建筑和大跨度结构。
论高层结构的水平位移控制作者：肖晓芳来源：《科技风》2016年第05期摘要：高层建筑的受力特征表现为水平荷载组合起控制作用，即通常所说的地震作用或风荷载组合起控制作用。
在承载能力极限状态下，建筑结构以构件强度破坏或者失稳为判断标准，而正常使用极限状态下，建筑结构或其构件变形超过规定值为控制标准，而本文探讨的正是正常极限状态下高层建筑水平位移及位移比的控制要求。
关键词：高层；位移控制；位移比控制《民用建筑设计通则》（GB 50352—2005）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-95）将10层及10层以上的住宅建筑和高度超过24m的公共建筑和综合性建筑划称为高层建筑。
一、高层建筑位移控制的必要性高层建筑在水平地震作用或者风荷载作用下，将产生水平位移和振动。
当水平位移、振动频率及振动周期超过舒适度极限值时，人作为建筑物的使用主体表现的不安和恐慌。
尽管判断舒适度的标准有多种，但目前采用最多的是建筑的最大加速度，风荷载或地震作用的加速度越大，舒适度越低。
根据振动舒适度的烦恼率设计理论研究以及统计分析知，人所受的加速度是有限的，常人在3g的加速度条件下就会产生严重的头晕恶心呕吐症状，在5g条件下心脑血管会严重受损有生命危险。
基于这一舒适度要求，得出对应的加速度和对应的高层最大位移控制要求、最大层间位移比要求和周期比限制。
《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010》5.4.1-5.4.2规定，高层建筑在质量或者刚度偏心情况下，应考虑P-Δ效应。
P-Δ效应又称为重力二阶效应是指由于结构的水平变形而引起的重力附加效应，可称之为重力二阶效应，结构在水平力（风荷载或水平地震力）作用下发生发生水平位移，水平位移与重力荷载乘积为倾覆力矩，倾覆力矩越大，水平位移越大，重力二阶效应越显著。
当结构水平位移超过层间位移角限值时，结构可能因重力二阶效应而发生承载能力界限状态下的强度和失稳破坏。
当结构发生水平位移时，建筑物质量中心和刚度中心不重合，若本身自带偏心，此时P-Δ效应加剧。
高层建筑结构设计试卷一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、高层建筑结构的主要竖向承重构件是（）A 剪力墙B 框架柱C 筒体D 以上都是2、在风荷载作用下，高层建筑顶部的水平位移一般与高度的（）次方成正比。
A 二B 三C 四D 五3、框架剪力墙结构中，框架承担的剪力一般不低于总剪力的（）A 10%B 15%C 20%D 25%4、高层建筑基础埋深一般不小于建筑高度的（）A 1/10B 1/12C 1/15D 1/185、下列哪种结构体系适用于高度较高、风荷载较大的高层建筑（）A 框架结构B 剪力墙结构C 框架剪力墙结构D 筒体结构6、抗震设计时，高层建筑结构的自振周期应避开场地的特征周期，主要是为了避免（）A 共振B 振幅过大C 周期过长D 周期过短7、剪力墙的厚度一般不小于（）A 140mmB 160mmC 180mmD 200mm8、高层钢结构建筑中，常用的钢材类型是（）A Q235B Q345C Q390D Q4209、下列哪种情况下需要考虑竖向地震作用（）A 8 度及以上地区B 9 度及以上地区C 大跨度结构D 长悬臂结构10、高层建筑结构的变形缝包括（）A 伸缩缝B 沉降缝C 防震缝D 以上都是二、填空题（每题 3 分，共 30 分）1、高层建筑结构设计的基本原则包括安全性、适用性、＿_______和耐久性。
2、风荷载的大小与风速的________成正比，与风压高度变化系数、风载体型系数等有关。
3、框架结构在水平荷载作用下，其变形以________为主。
4、剪力墙结构中，连梁的跨高比小于5 时，按________构件设计。
5、高层建筑结构的抗震等级分为________级。
6、基础设计时，应考虑上部结构传来的________、弯矩和剪力。
7、筒体结构分为________筒体和________筒体。
8、框架核心筒结构中，核心筒一般布置在建筑的________。
9、地震作用计算方法包括反应谱法、＿_______和时程分析法。
探讨高层剪力墙结构层间位移角的分析摘要：高层剪力墙结构的顶点平动和扭转分别关联着楼层的层间平动位移和层间扭转位移，据此提出了楼层层间位移角的控制策略。
约束高层建筑的结构顶点水平位移来控制楼层最大层间位移角的策略是广泛适用的;依据结构水平变形的形态选择对应的结构布置调整方案，可以高效控制楼层层间位移角的平动分量;限制各楼层的位移比，发挥结构实际侧移刚度，可控制楼层层间位移角的扭转分量。
关键词：高层剪力墙结构；楼层层间位移角；层间平动位移；层间扭转位移一、高层建筑结构的楼层层间位移角图1 剪力墙结构的层间位移构成笔者认为，高层剪力墙结构楼层层间位移角的控制思路，在于控制结构顶点的平动和扭转侧移，以相应约束各楼层的层间平动和扭转位移。
为此，验证了高层建筑结构层间平动位移与顶点平动侧移的联系，研究并提出了高层剪力墙结构顶点平动侧移的控制策略，探讨了高层建筑结构层间扭转位移的控制方法，并以此为基础提出了高层剪力墙结构楼层层间位移角的控制策略。
二、控制层间平动位移的研究2.1基本假定本研究主要是针对结构竖向布置均匀对称的高层剪力墙结构，在倒三角形分布的水平风荷载或地震作用下，将结构模拟成图2所示的“竖向悬臂梁”;引入刚性楼板假定，不考虑结构的抗扭刚度和扭转变形，并忽略高阶振型的影响。
考虑上述推导过程中，悬臂梁的弯曲、剪切侧移变形曲线为近似曲线，实际高层建筑的侧移变形更为复杂;结合实际工程经验，建议对结构中部及以上楼层的层间平动位移角θea(层间平动位移Δuia与层高H之比)，均可通过约束结构顶点平动侧移的方式来加以限制。
控制了层间位移角的平动分量，其总量亦受到限制。
大量工程实践表明，高层建筑的最大楼层层间位移角一般出现于结构的中部范围，这说明通过约束顶点平动侧移来控制层间最大位移角的策略具有广泛的适用性。
2.3顶点平动侧移的控制策略从常理上推断，结构布置调整过程中，顶点平动侧移与其控制的层间平动位移角之间具有等价关系，前者降幅越大，后者亦随之减小越快，但两者不存在线性关系。
综述风荷载与高层建筑结构1引言按作用方向分类，建筑结构除了抵抗竖向作用力之外，还要承受水平作用，最主要的就是承受风荷载和水平地震荷载。
高层建筑结构设计往往水平荷载起着决定性作用，随着建筑层数的增加，高度的增加，体型复杂性系数加大，风荷载更是成为高层建筑结构设计的控制要素。
本文仅对风荷载的定义和结构设计要点做如下浅析：2风荷载的含义2.1风荷载定义风荷载也称风的动压力，是空气流动对工程结构所产生的压力。
风荷载标准值w与基本风压、地形、地面粗糙度、距离地面高度，及建筑体型等诸因素有关。
2.2风荷载标准值计算当计算主要围护结构时，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：Wk=βzµsµzW0式中Wk为风荷载标准值（KN/m2），βz为高度处的风振系数，µs为风荷载体型系数，µz为风压高度变化系数，W0为基本风压。
2.1.1基本风压基本风压是指某一地区，风力在迎风表面产生的标准值，是某一地区风荷载的设计标准。
基本风压是以当地比较空旷平坦的地面上离地10m高统计所得的50年一遇10min平均最大风速为标准，按基本风压=最大风速的平方/1600确定的风压值（《建筑荷载规范》附录）。
基本风压对高层建筑物的经济、适用、耐久性有密切关系。
基本风压按照《建筑结构荷载规范》附表中给出的50年一遇的风压采用，但不得小于0.3KN/m2。
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，承载力计算时候基本风压均须提高。
一般情况下，高度在60m以上的高层建筑可按100年一遇风压值采用。
2.1.2风压高度变化系数风压高度变化系数是反映风压随不同场地、地貌和高度变化规律的系数。
以规定离地面高度的风压为依据，为不同高度风压与规定离地面高度风压的比值。
该系数按照地面粗糙度确定，可分为A、B、C、D四类。
A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类指有密集建筑群的城市市区；D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
GPS用于强风引起的超高层建筑物位移测量研究伊晓东（大连理工大学 土木水利学院测绘教研室 辽宁 大连 116024）摘要: 基于动态载波差分技术下的RTK技术以其数据采集的迅捷和灵活，以及高效、快速、全自动、全天候、高精度的特性，而在特大型土木工程中的健康监测中开始应用。
对于超高层建筑结构体，了解强风作用下形变情况，对于评估建筑物安全性及健康性是具有意义的。
本文基于GPS技术，进行了强风下超高层建筑物变形试验,最后对计算的数据进行了变形规律分析。
关键词: 健康监测；RTK；动态变形；功率谱一、引言大型构筑物(如高层建筑物、大坝和桥梁等)动态特征的监测对其安全运营、维护及设计至关重要，尤其要实时或准实时监测大型构筑物受地震、台风和洪水等外界因素作用下的动态特征，如高层建筑物摆动的幅度(相对位移)和频率。
高层建筑物的变形监测一般用加速度传感器、全站仪和激光准直等传统观测方法观测，这些传统观测技术因受其能力所限，在连续性、实时性和自动化程度等方面已不能满足大型构筑物动态监测的要求。
近年来，随着GPS硬件和软件技术的发展，特别是高采样频率(如10Hz甚至20Hz)GPS接收机的出现以及GPS数据处理方法的改进和完善等，为GPS技术应用于实时或准实时监测大型构筑物的动态特征提供了可能。
风荷载是一个复杂的非平稳随机过程，这就造成风对建筑物结构的作用表现出间歇性和动态性，而探讨风速与超高层建筑物动态形变的关系对结构的安全评估也是具有十分重要的意义的，这体现在动态形变在空间和频域的特点。
二、基于GPS RTK下建筑物位移监测2.1 风振条件下RTK技术的实施GPS实时动态定位技术是一种基于载波相位双差模型的定位方法。
在RTK作业模式下，基准站（Static station）通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站（Rover station），流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，自身还要采集GPS观测数据，并在1系统内组成差分观测值进行实时处理，因为两测站是同步观测相同的卫星，所以卫星的轨道误差、卫星钟差、接收机钟差以及电离层和对流层的折射误差等具有一定的相关性，通过差分可以有效的消除这些误差，如图1所示。
