超高層建筑受風(fēng)力作用的建筑外形影響

【摘要】本文探討了建筑外形對風(fēng)引起結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響，主要研究關(guān)于超高層建筑“渦旋脫落”的現(xiàn)象。 本文回顧了風(fēng)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(guān)于提出利用建筑外形來優(yōu)化結(jié)構(gòu)抵抗風(fēng)動力作用，供結(jié)構(gòu)工程師們參考和進(jìn)一步研究。

【關(guān)鍵詞】外形影響；超高層建筑；抗風(fēng)性

1、引言

超高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)主要受到風(fēng)對其作用的影響，柔性的超高層建筑是風(fēng)作用的敏感建筑，為了克服風(fēng)荷載以及保持建筑上部居住者舒適的位移限值，傳統(tǒng)上來講，結(jié)構(gòu)工程師主要會選擇優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系或者增加模態(tài)質(zhì)量來減少風(fēng)振運(yùn)動。從而獲得一個(gè)足夠穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。然而位移和荷載的增加將會導(dǎo)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(fēng)和側(cè)風(fēng)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(fēng)的作用的影響，并結(jié)合迪拜塔外形對其抗風(fēng)設(shè)計(jì)影響的實(shí)例進(jìn)行說明，從而給設(shè)計(jì)師們提供一個(gè)新的角度來考慮抗風(fēng)設(shè)計(jì)。

2、“渦旋脫落”現(xiàn)象與建筑物外形的關(guān)系：

對于超高層建筑，在設(shè)計(jì)的方案階段，我們都可以假定其為一個(gè)固定在地面的懸臂結(jié)構(gòu)，對于這樣一個(gè)柔性細(xì)長的結(jié)構(gòu)，自振周期通常為6s以上，那么其位于地震反應(yīng)譜中地震反應(yīng)的地震力較低的部分，即超高層建筑物的地震反應(yīng)較低，在滿足抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)要求的大前提下基本為風(fēng)控設(shè)計(jì)。……