基于計算流體動力學方法(Computational Fluid Dynamics, CFD)與有限元方法(Finite Element Method, FEM),對城市區(qū)域的高層雙塔建筑風荷載以及風振響應(yīng)問題開展了系統(tǒng)的研究。提出了基于剛度映射算法的CFD/FEM單向耦合的高層建筑風效應(yīng)及舒適度評估分析框架;采用該分析框架研究了位于城市中心的高層雙塔建筑圍護結(jié)構(gòu)風荷載及主體結(jié)構(gòu)風振響應(yīng),并結(jié)合高層建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范對其位移幅值及風振舒適度進行了合理評估。結(jié)果表明:基于數(shù)值模擬的分析框架不僅能夠準確地考慮真實的城市地貌,并且可以高效地開展具有復雜外形的高層建筑風荷載取值、風振響應(yīng)計算以及舒適度評估分析;考慮氣動干擾效應(yīng)的某城市中心高層雙塔建筑的風振位移響應(yīng)幅值及風振舒適度評估結(jié)果滿足相關(guān)規(guī)范的要求;由于考慮真實城市地貌、結(jié)構(gòu)復雜氣動外形以及氣動干擾等因素,該數(shù)值模擬結(jié)果與我國荷載規(guī)范規(guī)定的風振系數(shù)相比偏小。因此,提出的CFD/FEM單向耦合數(shù)值模擬方法能夠高效地開展高層建筑結(jié)構(gòu)的抗風設(shè)計,并獲得經(jīng)濟合理的分析結(jié)果。

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【文章目錄】：
1 高層建筑風效應(yīng)的分析框架
2 高層雙塔建筑氣動干擾效應(yīng)
    2.1 數(shù)值模擬方法
        2.1.1 基于RANS模型數(shù)值模擬設(shè)定
        2.1.2 基于LES模型的數(shù)值模擬設(shè)定
        2.1.2 有限元模型設(shè)定
3 結(jié)果分析及討論
    3.1 數(shù)值模擬方法驗證
    3.1 基于RANS模型的平均風荷載
    3.2 基于LES模型的脈動風荷載
    4.3 高層建筑風振響應(yīng)時程分析
4 結(jié) 論



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