[01601022]高层建筑抗风关键技术研究

随着现代经济建设的飞速发展,大批超高层建筑结构在我国以及世界各地兴建。特别是随着轻质、高强、小阻尼的新型材料在土木工程界的广泛应用,超高层建筑的最大高度已突破800米,正向千米级迈进。上述各种高、柔、大跨度结构在强风作用下的安全性、适用性与可靠性问题十分突出,常常成为其设计的控制性因素。 超高层建筑结构体系的抗风设计,首先要确定作用在结构上的风荷载。风荷载本身的确定并不困难,但是由于高层建筑在设计风荷载作用下必然发生较强烈的振动,从而产生风与结构间的流固耦合效应。风与结构间的流固耦合效应亦称为气动弹性效应,它不仅会改变结构上的风荷载,同时也改变了振动体系的动力参数（气弹参数）,直接影响到风振响应和等效静力风荷载的评估精度。对于高柔结构体系,这一影响常常较大而不能忽略,是精细化抗风设计必须考虑的。 在非共振状态下,由风荷载和气弹参数就可以精确计算高层建筑在强风下的风致响应。本项目研究的第一个方面是：首先制作出高精度的气动弹性实验模型,该模型可以测得兼顾气弹效应的风荷载和风致响应,根据这些数据、结合动力学理论,可以识别得到由流固耦合效应而引发的气弹参数。最终建立气弹参数的经验公式,从而为高层建筑的风振精确计算提供指导。 在共振状态下,由于强流固耦合效应产生的自激力,仅有风荷载和气弹参数是不够的,因为此时的振动响应和等效风荷载并不能基于常规的随机振动理论进行计算。本项目研究的第二个方面是：根据气弹模型测得的共振响应及相关参数、建立涡激共振状态下的风致响应的经验评估模型,为共振状态下的抗风设计提供指导。