【摘要】：為研究風(fēng)場特性及矩形斷面長寬比等因素對矩形高層建筑脈動(dòng)風(fēng)荷載功率譜特性的影響,以矩形斷面(寬厚比B/D=2∶1,1∶2)為例,采用剛性模型測壓風(fēng)洞試驗(yàn)的方法,測得了邊界層中矩形模型的脈動(dòng)風(fēng)荷載時(shí)程.參考日本建筑設(shè)計(jì)建議(AIJ)給出的橫風(fēng)向脈動(dòng)風(fēng)荷載譜模型,對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合,給出了一個(gè)簡化的矩形高層建筑橫風(fēng)向脈動(dòng)風(fēng)荷載功率譜函數(shù)表達(dá)式.試驗(yàn)結(jié)果表明,順風(fēng)向脈動(dòng)風(fēng)荷載主要由縱向紊流引起,其功率譜密度函數(shù)特征與來流紊流基本一致;橫風(fēng)向脈動(dòng)風(fēng)荷載的形成機(jī)理較為復(fù)雜,矩形斷面?zhèn)冗叴嬖趶?fù)雜的分離流動(dòng)及再附現(xiàn)象,但其無量綱功率譜密度沿高度基本一致;斯托哈爾數(shù)沿高度方向變化較小,當(dāng)寬厚比分別為2∶1和1∶2時(shí),斯托哈爾數(shù)分別約為0.128和0.069 7.
【圖文】：

橫風(fēng)向氣動(dòng)力譜進(jìn)行了擬合，得到了以紊流風(fēng)嘗漩渦脫落頻率和結(jié)構(gòu)特征尺寸為基本變量的功率譜函數(shù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停疚牡难芯拷Y(jié)果對矩形高層建筑風(fēng)振和風(fēng)荷載的精細(xì)化分析具有一定的參考價(jià)值．1試驗(yàn)概況1．1測壓試驗(yàn)簡介本次試驗(yàn)在西南交通大學(xué)XNJD-3工業(yè)風(fēng)洞進(jìn)行．該風(fēng)洞試驗(yàn)段尺寸為22．5m(寬)×4．5m(高)×36m(長)，風(fēng)速范圍為1．0～16．5m/s．測壓試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑殚L寬比為2∶1的矩形斷面，模型材質(zhì)為有機(jī)玻璃，模型高2．3m，，矩形截面長20cm，寬10cm．試驗(yàn)時(shí)，將模型底部固定在風(fēng)洞底部轉(zhuǎn)盤上．安裝在風(fēng)洞中的模型照片見圖1．圖1剛性模型測壓試驗(yàn)Fig．1Ｒigidmodelforpressuremeasurements沿模型高度方向共布置了11層測點(diǎn)，1#～11#測點(diǎn)層離地高度分別為19、24、44、67、90、110、125、130、133、151、181cm．每層測點(diǎn)均為52個(gè)，截面測點(diǎn)布置見圖2．采用電子掃描閥(型號(hào)DSM-3400)進(jìn)行同步壓力測量．為不干擾流場，試驗(yàn)時(shí)掃描閥固定于模型內(nèi)部，采樣頻率為256Hz，采樣時(shí)間為120s．為考慮矩形截面長邊和短邊迎風(fēng)時(shí)截面形式的區(qū)別，測量了風(fēng)向角為0°和90°時(shí)矩形建筑模型的脈動(dòng)風(fēng)壓時(shí)程，并定義來流垂直長邊時(shí)為0(見圖2)．圖2矩形截面測點(diǎn)布置圖Fig．2Arrangementofpressuretapsonrectangularcross-section1．2風(fēng)場基本參數(shù)紊流場由尖塔、擋板和粗糙元模擬產(chǎn)生，采用CobraProbe風(fēng)速儀校測流場特性．參考我國規(guī)范，對B類風(fēng)場進(jìn)行了模擬，并在圖3中給出了模擬風(fēng)場的平均風(fēng)速(U)剖面、紊流度(Iu)剖面和10#截面高度處順風(fēng)向脈動(dòng)風(fēng)譜(Su(n))．圖3中:zg為梯度風(fēng)高度;z為豎向高度;84

交通大學(xué)XNJD-3工業(yè)風(fēng)洞進(jìn)行．該風(fēng)洞試驗(yàn)段尺寸為22．5m(寬)×4．5m(高)×36m(長)，風(fēng)速范圍為1．0～16．5m/s．測壓試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑殚L寬比為2∶1的矩形斷面，模型材質(zhì)為有機(jī)玻璃，模型高2．3m，矩形截面長20cm，寬10cm．試驗(yàn)時(shí)，將模型底部固定在風(fēng)洞底部轉(zhuǎn)盤上．安裝在風(fēng)洞中的模型照片見圖1．圖1剛性模型測壓試驗(yàn)Fig．1Ｒigidmodelforpressuremeasurements沿模型高度方向共布置了11層測點(diǎn)，1#～11#測點(diǎn)層離地高度分別為19、24、44、67、90、110、125、130、133、151、181cm．每層測點(diǎn)均為52個(gè)，截面測點(diǎn)布置見圖2．采用電子掃描閥(型號(hào)DSM-3400)進(jìn)行同步壓力測量．為不干擾流場，試驗(yàn)時(shí)掃描閥固定于模型內(nèi)部，采樣頻率為256Hz，采樣時(shí)間為120s．為考慮矩形截面長邊和短邊迎風(fēng)時(shí)截面形式的區(qū)別，測量了風(fēng)向角為0°和90°時(shí)矩形建筑模型的脈動(dòng)風(fēng)壓時(shí)程，并定義來流垂直長邊時(shí)為0(見圖2)．圖2矩形截面測點(diǎn)布置圖Fig．2Arrangementofpressuretapsonrectangularcross-section1．2風(fēng)場基本參數(shù)紊流場由尖塔、擋板和粗糙元模擬產(chǎn)生，采用CobraProbe風(fēng)速儀校測流場特性．參考我國規(guī)范，對B類風(fēng)場進(jìn)行了模擬，并在圖3中給出了模擬風(fēng)場的平均風(fēng)速(U)剖面、紊流度(Iu)剖面和10#截面高度處順風(fēng)向脈動(dòng)風(fēng)譜(Su(n))．圖3中:zg為梯度風(fēng)高度;z為豎向高度;84
【作者單位】： 西南交通大學(xué)風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心;風(fēng)工程四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51278433,51478402)
【分類號(hào)】：TU973.213

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本文編號(hào)：2531153