《500m以上級超高層建築風效應的幾個關鍵問題》是依託華南理工大學，由謝壯寧擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：500m以上級超高層建築風效應的幾個關鍵問題
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：謝壯寧
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在強風地區，500m以上高度的超高層建築的風致回響是結構設計的控制性問題。研究表明，風荷載尤其是橫風向荷載的機理十分複雜，它是包括尾流激勵、橫風向紊流激勵及氣彈激勵共同作用的結果，氣動阻尼特性是影響結構風振估計精準度的重要因素。對於此類建築，採用空氣動力學措施(包括採用合適的建築外形)和阻尼器措施是通常是超高層建築抗風控制的兩大類方法。但在我國由於超限審查等原因，加阻尼器的方法往往難於直接套用在具體的工程實踐，故空氣動力學措施愈顯重要，但目前針對此類建築特點的相關研究依然偏少，缺乏開展系統性的機理研究，難以獲得具有普遍指導意義的理論和方法。因此，提出本研究項目，進一步深入研究複雜超高層建築抗風研究中尚未很好解決的一些重要基礎科學問題，通過研究提出空氣動力學抗風的指導性原則、給出一類典型結構外形超高層建築的氣動阻尼特性，為500m以上超高層建築乃至空中城市的結構設計提供重要科學支撐。
結題摘要
在基金項目（51078146）支持下對超高層建築風效應的若干關鍵問題開展系統性研究，研究包括以下方面：（1）. 在邊界層風洞中對正方形平面沿高度方向逐漸收縮的楔形外形超高層建築進行一系列細緻的風洞試驗，分析其氣動荷載和峰值回響特徵，研究切角以及局部氣動措施(LAS)對結構氣動荷載和回響的影響；（2）. 在對廣州西塔(GWT)、深圳京基100(KK100)和天津高銀117大樓(TJ 117)的氣動荷載特性進行細緻對比的基礎上，採用LAS對其風振回響和風致荷載進行控制並與調製阻尼器(TMD)方法的結果進行對比；（3）. 對KK100實施了系列的全氣動彈性模型試驗，識別該建築的氣動阻尼特性，進行了基於TMD的風振控制試驗；（4）. 完成另外3棟超高層建築天津周大福濱海中心(530m)、華潤深圳灣總部大樓(高400m)和長沙天空之城(838m)的風洞試驗研究。項目的主要貢獻在於以下幾個方面：通過大量的風洞試驗和細緻的分析揭示了氣動抗風措施的減振機理，總結出LAS的局限性和適應性，明確影響超高建築橫風效應的外形因素，推薦採取LAS位置的取值建議；發現採用LAS在GWT上可以得到接近TMD方法的減振效果，相比TMD實施所需要的高成本，LAS是一種較為為經濟易行的方法。此外，提出一種基於諧波激勵法(HEM)的超大結構在多TMD在風作用回響的快速算法；研製可用於超高層建築氣動彈性試驗的數位化氣彈天平(DAEB)，它具有模型結構阻尼和剛度數位化可控、結構質量配置簡單等創新點。DAEB已初步用於天空之城的氣動彈性試驗。迄今為止發表論文8篇，2篇論文已錄用。
