超高層建筑受風力作用的建筑外形影響

【摘要】本文探討了建筑外形對風引起結構反應的影響，主要研究關于超高層建筑“渦旋脫落”的現象。 本文回顧了風對超高層建筑的動力影響理論并本文也提供了一些其他措施關于提出利用建筑外形來優化結構抵抗風動力作用，供結構工程師們參考和進一步研究。

【關鍵詞】外形影響；超高層建筑；抗風性

1、引言

超高層建筑設計時主要受到風對其作用的影響，柔性的超高層建筑是風作用的敏感建筑，為了克服風荷載以及保持建筑上部居住者舒適的位移限值，傳統上來講，結構工程師主要會選擇優化結構體系或者增加模態質量來減少風振運動。從而獲得一個足夠穩定的結構。然而位移和荷載的增加將會導致建筑物的成本增加。超高層建筑的荷載和位移常常也會受到順風和側風方向的動力作用放大的影響，這些影響主要的依賴于建筑的外形。本文主要介紹超高層建筑方案階段中如何考慮建筑外形對其所受到的風的作用的影響，并結合迪拜塔外形對其抗風設計影響的實例進行說明，從而給設計師們提供一個新的角度來考慮抗風設計。

2、“渦旋脫落”現象與建筑物外形的關系：

對于超高層建筑，在設計的方案階段，我們都可以假定其為一個固定在地面的懸臂結構，對于這樣一個柔性細長的結構，自振周期通常為6s以上，那么其位于地震反應譜中地震反應的地震力較低的部分，即超高層建筑物的地震反應較低，在滿足抗震設計的相關要求的大前提下基本為風控設計。……