風(fēng)洞試驗課件

風(fēng)洞試驗

簡介模型種類李正良團隊所進行的風(fēng)洞試驗[4][4][10]簡介

風(fēng)是紊亂的隨機現(xiàn)象，風(fēng)對建筑物的作用十分復(fù)雜，規(guī)范中關(guān)于風(fēng)荷載值的確定適用于大多數(shù)體型較規(guī)則、高度不太大的單幢高層建筑。目前還沒有有效的預(yù)測體型復(fù)雜、高柔建筑物風(fēng)作用的計算方法，而風(fēng)洞試驗是一種測量大氣邊界層內(nèi)風(fēng)對建筑物作用大小的有效手段；摩天大樓可能造成很強的地面風(fēng)，對行人和商店有很大的影響；當(dāng)附近還有別的高層建筑時，群體效應(yīng)對建筑物和建筑物之間的通道也會造成危害（如圖），這些都可以通過風(fēng)洞試驗得到對設(shè)計有用的數(shù)據(jù)。

我國現(xiàn)行《混凝土高規(guī)》規(guī)定有下列情況之一的建筑物，宜按風(fēng)洞試驗確定風(fēng)荷載：高度大于200m；高度大于150m，且平面形狀不規(guī)則、立面形狀復(fù)雜，或立面開洞、連體建筑等；規(guī)范或規(guī)程中沒有給出風(fēng)載荷體型系數(shù)的建筑物；周圍地形和環(huán)境復(fù)雜，鄰近有高層建筑時，宜考慮互相干擾的群體效應(yīng)，一般可將單個建筑物的體型系數(shù)乘以相互干擾增大系數(shù)，缺乏該系數(shù)時宜通過風(fēng)洞試驗得出。

簡介

此外，加拿大的達文波特（Davenport）首次提出舒適度與房屋頂層加速度關(guān)系。現(xiàn)在有一些計算建筑物頂層加速度的經(jīng)驗公式，但是常常還需要通過風(fēng)洞試驗確定。建筑物的風(fēng)洞試驗要求在風(fēng)洞中能實現(xiàn)大氣邊界層內(nèi)風(fēng)的平均風(fēng)剖面、紊流和自然流動，即能模擬風(fēng)速隨高度的變化，大氣紊流縱分量與建筑物長度尺寸應(yīng)具有相同的相似常數(shù)。一般來說，風(fēng)洞尺寸達到寬為2～4m、高為2～3m、長為5～30m時可滿足要求。同時，風(fēng)洞試驗必須有專門的風(fēng)洞設(shè)備，模型制作也有特殊要求，量測設(shè)備和儀器也是專門的。簡介模型種類剛性壓力模型氣動彈性模型剛性高頻力平衡模型

此模型最常用，建筑模型的比例大約1：300～1：500，一般采用有機玻璃材料，建筑模型本身、周圍建筑物模型、以及地形都應(yīng)與實物相似，與風(fēng)洞流動有明顯關(guān)系的特征如建筑外形、突出部分都應(yīng)在模型中正確模擬。模型上布置大量直徑為1.5mm的測壓孔，有時多達500～700個，在孔內(nèi)安裝壓力傳感器，試驗時可量測各部分表面上的局部壓力或吸引，傳感器輸出電信號，通過采集數(shù)據(jù)儀器自動掃描記錄并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，有計算機處理數(shù)據(jù)，從而得到結(jié)構(gòu)的平均壓力和波動壓力的量測值。風(fēng)洞試驗一次需持續(xù)60s左右，相應(yīng)時間為1h。這種模型是目前在風(fēng)洞試驗中應(yīng)用最多的模型，主要是量測建筑物表面的風(fēng)壓力（吸力），以確定建筑物的風(fēng)荷載，用于結(jié)構(gòu)和維護構(gòu)件的設(shè)計。

剛性壓力模型“珠江帆影”高層建筑群風(fēng)洞試驗[11]

此模型則可更精確的考慮結(jié)構(gòu)的柔度和自振頻率、阻尼的影響，因此不僅要求模擬幾何，還要求模擬建筑物的慣性矩、剛度和阻尼特性。對于高寬比大于5的、需要考慮舒適度的高柔建筑采用這種模型更為合適。但這類模型的設(shè)計和制作比較復(fù)雜，風(fēng)洞試驗時間也長，有時采用剛性高頻力平衡模型代替。氣動彈性模型

該模型是將一個輕質(zhì)材料的模型固定在高頻反應(yīng)的力平衡系統(tǒng)上，也可得到風(fēng)產(chǎn)生的動力效