下游干扰体对上游高层建筑风力的影响
高层建筑风载影响
高层建筑风载影响在现代化的城市中，高层建筑如雨后春笋般拔地而起，它们不仅是城市繁荣的象征，也为人们提供了更多的居住和工作空间。
然而，随着建筑高度的不断增加，风载对高层建筑的影响也日益显著。
风载，这个看似无形的力量，却在高层建筑的设计、施工和使用中扮演着至关重要的角色。
风载，简单来说，就是风对建筑物施加的压力和吸力。
当风吹过建筑物时，由于建筑物的阻挡，风的流动会发生改变，从而在建筑物表面产生不同的压力分布。
对于高层建筑而言，由于其高度较高，暴露在风中的面积较大，因此所受到的风载也更为复杂和强大。
高层建筑风载的影响主要体现在以下几个方面。
首先是结构安全。
风载会对高层建筑的结构产生巨大的作用力，如果结构设计不合理，就可能导致建筑物的变形、开裂甚至倒塌。
为了抵抗风载，高层建筑的结构通常需要具备足够的强度和刚度。
例如，在设计时会采用高强度的钢材和混凝土，增加柱子和梁的尺寸，设置加强层等。
此外，还需要考虑风振的影响。
风振是指风的脉动作用引起建筑物的振动，如果振动频率与建筑物的固有频率接近，就会产生共振现象，大大增加结构的受力，严重威胁建筑物的安全。
其次是舒适度问题。
即使高层建筑在风载作用下结构是安全的，但过大的风致振动可能会影响居住者和使用者的舒适度。
人们在建筑物内可能会感觉到晃动、头晕、恶心等不适症状，这会降低建筑物的使用品质。
为了提高舒适度，在设计时需要对风致振动进行评估，并采取相应的减振措施，如安装调谐质量阻尼器等。
再者是建筑物的外观和功能。
强风可能会对高层建筑的外墙、窗户、屋顶等部位造成损坏，影响建筑物的外观美观和防水性能。
同时，风还可能影响建筑物内部的通风和空调系统的运行效果，增加能耗。
为了准确评估高层建筑的风载，工程师们通常会采用风洞试验和数值模拟等方法。
风洞试验是将建筑物的缩尺模型放置在风洞中，通过测量模型表面的风压来推算实际建筑物所受到的风载。
数值模拟则是利用计算机软件对风与建筑物的相互作用进行模拟计算。
高层建筑风力与结构
高层建筑风力与结构风是一种常见的自然力量，对高层建筑的结构和安全性起着重要的影响。
在高层建筑的设计和建造过程中，风力的考虑必不可少。
本文将讨论高层建筑风力与结构之间的关系，并探讨常用的风力工程措施。
一、风对高层建筑的影响1. 风的基本概念和特性风是空气在不同气压情况下形成的气流，是由气压梯度力和科氏力共同作用引起的。
风具有方向和速度两个重要的属性，通常用风向和风速来描述。
2. 高层建筑受风力的影响高层建筑由于其较大的高度和突出的外形，面临着较大的风力冲击。
风力对高层建筑的主要影响包括：- 风压力：风对建筑物表面造成的压力，主要影响建筑物的外墙和立面结构。
- 风振动：高层建筑受到侧向风力的作用，容易发生振动现象，影响建筑物的稳定性和舒适性。
- 风扬力：针对高层建筑，风压力引起的向上力可能会对结构产生负面影响，需要适当控制。
二、高层建筑防风措施为了保证高层建筑的结构安全和稳定，需要采取一系列的防风措施。
以下是常见的防风措施：1. 结构设计优化在设计高层建筑结构时，需要充分考虑到风力的影响。
可以通过合理的剖面设计和结构布局来减小风力对建筑物的影响。
例如，采用流线型的外形和适当的空气动力学设计可以减小风的阻力和压力。
2. 风洞实验风洞实验是评估建筑物受风性能的重要手段。
通过在缩比风洞中模拟真实的风场条件，可以获得建筑物在不同风速和风向下的风压力和振动响应数据。
这些数据可以用来优化建筑物的结构设计，确保其在风力作用下的安全性。
3. 风阻力减小措施为了降低风阻力对建筑物的影响，可以采取以下措施：- 对建筑物表面进行光滑处理，减小表面粗糙度，降低风阻力；- 在建筑物上方设置护罩或封闭结构，减小风对建筑物的冲击；- 通过设置风洞附属结构，如风柱、风墙等来分散风力的作用；- 通过适当的分流设计来减缓向上的风扬力。
4. 结构抗风设计和控制高层建筑的结构需要具有良好的抗风能力。
对于高层建筑，结构设计和控制需要考虑以下因素：- 选择适当的材料和结构形式，提高结构的刚度和稳定性；- 采用防风索、抗风墙等措施来增加结构的抗风能力；- 通过控制结构的质量和刚度来减小结构的风振响应；- 在结构设计中考虑断面尺寸和构件连接的合理性，以提高结构的整体稳定性。
高层建筑的风力影响与设计
高层建筑的风力影响与设计高层建筑的风力影响是在建筑工程设计中需要重点考虑的一个因素。
随着城市的发展和人们对于建筑物高度的需求，越来越多的高楼大厦被兴建起来。
然而，高层建筑所处的高空环境中风速较大，对建筑物的结构和稳定性产生着巨大的挑战。
本文将探讨高层建筑中风力的影响，并介绍与此相关的设计原则和方法。
一、风的基本概念风是大气环流中的一种运动状态，由气压差引起。
风的速度和方向是建筑物所受的风力影响的主要因素，通常用风速和风向两个参数来描述。
风速是指单位时间内空气流动的速度，常用米每秒（m/s）或千米每小时（km/h）来表示。
风向则表示风吹的方向，常用罗盘方位或与地理方位的夹角来表示。
二、高层建筑的风力影响1. 风压力的作用当高楼建筑面临风力作用时，风会给建筑物表面施加压力，这被称为风压力。
风压力会导致高楼产生倾斜、振动等问题，甚至对建筑物的结构安全构成威胁。
2. 风效应的外部表现风力对高层建筑的作用导致了一些外部的风效应，包括风载荷、湍流、涡流等。
其中，风载荷是指风对建筑物表面单位面积所产生的力的大小，它会导致建筑物产生弯曲变形和振动。
湍流和涡流则会在空气流动中形成旋涡，影响建筑物表面的风压分布。
三、高层建筑的风力设计原则1. 结构强度与稳定性设计高层建筑时，必须考虑到其所处环境中的风力影响，以保证建筑物的整体结构强度和稳定性。
建筑师和工程师需要运用力学原理和结构设计的知识，确定合理的结构形式和材料，以抵御风压力和风载荷的作用。
2. 风洞试验和数值模拟风洞试验和数值模拟是目前常用的研究高层建筑风力影响的方法。
通过在实验室中模拟真实的风场和建筑物，可以得出建筑物在不同风速和风向下的响应和变形情况。
这些试验数据可以为设计师提供参考，帮助他们更好地了解和预测高层建筑在风力作用下的行为。
3. 结构抗风设计措施在高层建筑的设计中，采取一系列的抗风设计措施是非常重要的。
例如，在建筑的外墙表面设置适当的减压孔，以减少风压力的作用；利用风洞试验结果优化建筑物的外形，并设计出合理的防风措施，如风向导流板、喷射风波等。
高层建筑风载影响
高层建筑风环境及其影响研究江清源概述随着厦门经济特区的发展，一座座标志性的高层建筑拔地而起，人们自然关心风这个自然因素对这些高层建筑有什么影响？反过来这些高层建筑周围又会形成一个什么样的风环境？它对城市规划建筑设计、施工和人们的生活有什么影响？近年来风工程研究工作者都在对高层建筑的风环境进行研究。
所谓“高层建筑”，联合国教科文组织所属的世界高层建筑委员会在1972年召开的年会上曾建议将高层建筑分为四类：即9～16层最高50米者为第一类；17～25层最高75米者为第二类；26～40层最高100米者为第三类；40层以上高于100米者为第四类高层建筑（超高层建筑）。
我国在上世纪80年代以前，10层以上就称为高层建筑。
但目前的标准已定为：20层左右为中高层建筑；30层，高100米左右为高层建筑；50层，高200米以上为超高层建筑。
国外高层建筑及其群体所造成负面影响——不良风环境问题，甚至风灾，事故频发，不得不引起我们的关注和重视。
国内近几年来建筑物的玻璃幕墙、屋顶搭盖物被大风吹毁的事例也不少。
如上世纪末宁夏回族自治区某宾馆在偶发阵风作用下，一片幕墙玻璃飞落，当场把在宾馆门口迎宾的新娘子砸死。
还有浙江大学逸夫楼在一夜大风劲吹下，所有的幕墙玻璃几乎都被吹毁。
至于台风季节建筑物、结构物、幕墙玻璃及覆盖物等被风吹毁的事例，在沿海城市更是屡见不鲜的事实。
如9914#台风登陆厦门吹倒了厦门会展中心施工塔吊，厦门太古飞机工程公司机库钢板屋面被风掀翻，也是人所共知。
除上述建筑物及其群体在大风中其覆面材料或构件被毁坏的事例外，由于建筑物的体型及其群体布局不当而给行人及地面交通、生活环境等带来的不良风环境影响的事例也更多。
在大风季节时，高层建筑及其群体的布局，可能造成对自身及其周围不良风环境，甚至风灾的课题，已责无旁贷地展现在今日城市规划、建筑设计部门、施工单位的面前。
如同城市中大气污染、噪声污染、光污染、采光权纠纷等环境问题一样，能否在高层建筑的规划与布局伊始，事先就周密地考虑到优化风环境，防范不测风灾，而进行认真的论证和试验，这已成为评估城市建设规划优劣的一个重要衡量指标。
高层建筑中的风力与风洞效应研究
高层建筑中的风力与风洞效应研究随着城市的快速发展，高层建筑的数量也在不断增加。
然而，高层建筑的设计与建造面临许多挑战，其中之一就是风力与风洞效应。
风力与风洞效应对高层建筑的结构安全与稳定性有着重要影响，因此对风力以及风洞效应的研究显得至关重要。
一、风力对高层建筑的影响1.1 风的作用原理风是由空气的流动引起的，当空气流速增加时，对物体产生的压力也会增加。
因此，高楼大厦越高，沿建筑物表面受到的风力越强。
1.2 风对高层建筑的负面影响当风吹过高层建筑时，会在建筑物表面形成气流，造成压力分布的不均匀。
这可能导致建筑物产生摇摆现象，给住户和建筑物带来危险。
1.3 高层建筑的抗风能力高层建筑的设计与结构需要考虑到风的影响，确保建筑物能够承受风力。
常见的做法是增加建筑物的重量或采用斜面结构来减小风对建筑物的作用力，提高建筑物的抗风能力。
二、风洞效应及其研究2.1 什么是风洞效应风洞效应是指当风吹过建筑物或其他物体时，在物体的背后会形成一个低压区域，而在物体前方则形成一个高压区域。
这种气流的效应会对建筑物产生额外的风力影响，并可能导致建筑物的结构受损。
2.2 风洞实验的重要性为了研究风洞效应对高层建筑的影响，研究者通常使用风洞来模拟真实的风场环境。
通过在风洞中进行实验观测，可以获得建筑物在不同风速下的承载情况，并进一步完善和优化建筑物的设计。
2.3 高层建筑风洞实验的方法在高层建筑设计的早期阶段，通常会使用缩比模型进行风洞实验。
这些模型通常是由小比例的建筑模型制成，然后放置在风洞中使用风机模拟风场。
通过观测模型的振动以及受力情况，可以评估建筑物在真实风速下的抗风能力。
三、风力与风洞研究的现状与发展趋势3.1 风洞技术的进步随着科学技术的不断发展，风洞技术也取得了显著的进步。
现代的风洞能够更准确地模拟真实的风场环境，提供更精确的数据支持高层建筑的设计与构造。
3.2 数值模拟在风力与风洞研究中的应用除了传统的风洞实验，数值模拟方法也被广泛应用于风力与风洞效应的研究中。
高层建筑中的风力与抗风设计原则
高层建筑中的风力与抗风设计原则随着城市化进程的加快，越来越多的高层建筑耸立于城市之中，成为城市的地标。
然而，高层建筑所面临的风力问题也变得愈发突出。
在设计和建造高层建筑的过程中，考虑风力的作用和抗风设计原则至关重要。
本文将探讨高层建筑中的风力与抗风设计原则。
一、风力对高层建筑的影响风力是指风对建筑物所产生的运动力。
由于高层建筑所处的位置和高度，会受到强风的影响。
风力对高层建筑的影响主要包括以下几个方面：1. 建筑物的稳定性：风力可以对高层建筑施加侧向力和扭转力，可能导致建筑物倾斜、倒塌或甚至破坏。
2. 建筑物的振动：高层建筑在受到风力作用时会出现振动现象，如果振幅过大，会影响到建筑物的使用安全。
3. 建筑物的舒适性：高层建筑中的风力会对居民和使用者的舒适性造成影响，如风压变化、风吹噪声等。
二、抗风设计原则为了确保高层建筑在强风环境下的安全运行，需要采取一系列的抗风设计原则：1. 高层建筑结构设计合理：设计时应考虑建筑物的受风面积、结构材料的强度和刚度等因素，以保证建筑物的整体稳定性。
2. 强化建筑物的支撑系统：高层建筑需要具备稳固的支撑系统，如混凝土核心筒、钢结构框架等。
这些支撑系统可以有效抵抗侧向风力和扭转力的作用，确保建筑物的整体稳定。
3. 使用减风技术：减风技术包括风洞试验、风洞模型、开窗调节等，这些技术可以通过改变建筑物的形状、增加建筑物表面的粗糙度等手段来减少风力对建筑物的影响。
4. 加强建筑物的外墙设计：外墙是高层建筑与外部环境之间的界面，需要具备良好的抗风性能。
合理的外墙设计可以降低风力对建筑物表面的压力，同时减少风噪声和风压变化对居民的影响。
5. 定期检测和维护：高层建筑在使用过程中，应定期进行抗风性能的检测和维护工作，及时发现和解决可能存在的问题，确保建筑物的长期稳定性和安全性。
三、国内外抗风设计案例1. 上海中心大厦：作为上海的地标性建筑，上海中心大厦采用了多项抗风设计措施，如空气动力学效应分析、超高层风振控制技术等，确保了建筑物在强风环境下的稳定运行。
风场和周边干扰对高层建筑峰值风压的影响
风场和周边干扰对高层建筑峰值风压的影响李正农;康建彬【摘要】通过风洞测压实验,研究了风场类型及周边干扰对高层建筑峰值风压的影响.研究结果表明:风场类型对高层建筑峰值风压有着较大影响,当高层建筑周边环境不变(有或者无周边干扰)时,绝大多数情况下,不同场地类别的峰值风压系数由大到小依次是B类,C类,D类.周边干扰对高层建筑峰值风压的影响不仅与周边建筑的相对位置有关,还与高层建筑当时所处的风场类型有关,如当南立面为迎风面时,干扰建筑E,F位于南立面斜前方,表现为遮挡效应,绝大多数测点的峰值风压系数均减小,B 类场地时其最大减小幅度可达43％,C类场地时可达37％,D类场地时可达46％.【期刊名称】《湖南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(041)004【总页数】9页(P78-86)【关键词】高层建筑;峰值风压;风洞试验;风场类型;干扰【作者】李正农;康建彬【作者单位】湖南大学建筑安全与节能教育部重点试验室,湖南长沙410082;湖南大学建筑安全与节能教育部重点试验室,湖南长沙410082【正文语种】中文【中图分类】TU973近年来，干扰问题成为建筑风工程研究的热点[1－4].韩宁，谢壮宁等[5－8]对2个高层建筑物的干扰效应进行了研究，结果表明：受扰建筑所受的干扰与施扰建筑的相对位置以及形状有关，当施扰建筑与受扰建筑串列或斜列布置时，施扰建筑对受扰建筑的迎风面和侧风面的局部位置表现为遮挡效应.李寿英，谢壮宁等[9－10]对群体建筑物的干扰效应进行了研究，结果表明：2个施扰建筑对受扰建筑的协同干扰作用大于单个施扰建筑的干扰作用，当施扰建筑位于受扰建筑左、右或下游时，受扰建筑背风面的风压将显著增大.目前，已有文献大多是针对某一特定风场情况下周边建筑物的干扰效应进行研究，但对高层建筑（有或者无周边建筑物干扰）在风场类型变化时峰值风压变化规律以及不同风场情况下周边建筑物的干扰效应的研究相对较少.本文通过对某一高层建筑缩尺模型的风洞实验结果进行了分析，研究了高层建筑（有或者无周边建筑物干扰）在风场类型变化时的峰值风压变化规律以及B，C，D 3类风场情况下周边建筑物对高层建筑的干扰效应.1 实验概况及数据处理实验在湖南大学建筑安全与节能教育部重点试验室的HD－3大气边界层风洞中进行.1.1 实验概况某高层建筑原型截面尺寸为长69m，宽39m，高235m，模型采用1∶300的比例尺，缩尺后其建筑模型的截面尺寸为长230mm，宽130mm，高783mm.沿模型竖向20个不同高度布置20层测点，A～Q层为建筑外墙层，每层布置28个测点，R层、S层、T层为幕墙层，内外双面布点，R层内外各布置23个测点，S层、T层内外各布置16个测点，共586个测点，其中A，I，Q层测点所处高度就建筑原型而言分别为9.3，104.2，204.8m，就模型而言分别为31，347，682mm.模型图及测点布置如图1所示.由图1可以看出，高层建筑的标准层（高度大于30m）与非标准层平面并不是完全对称.图2给出了标准层和非标准层平面图.依据《建筑结构荷载规范》[11]，在HD－3大气边界层风洞中采用格栅、尖劈、挡板和粗糙元等装置模拟了B，C，D 3类风场，各类风场的风剖面及湍流度如图3所示.图4给出了3类风场的风剖面及湍流度.需要说明的是图4和图3的主要区别在于：图3是对模拟风场的客观描述，图4侧重于比较各类风场的风剖面和湍流度，由于不同风场梯度风高度处风速相同，为便于对比，图4（a）中将各类风场梯度风高度处风速均取为1.每类风场均测量24个风向角条件下高层建筑模型的风压分布，风向角间隔为15°.以原有建筑总图分布的北向来风定义为0°风向角，测压信号采样频率为312.5Hz，每个测点采集10 000个数据.风向角示意图如图5所示，其中建筑物GCJZ即为本文研究对象.由于建筑物GCJZ西立面干扰建筑较多、干扰较强并且复杂，北立面干扰建筑较矮、干扰较小，东立面无干扰建筑，这些立面均不利于进行干扰分析.而南立面干扰建筑物的高度和数量适中，比较有利于研究周边状况对于建筑物的干扰，故本文选取建筑物GCJZ南立面来进行分析，幕墙层（R至T层）不予考虑.图1 风洞实验模型及测点布置图Fig.1 The wind tunnel tests model and measuring point arrangement图2 标准层和非标准层平面图Fig.2 Standard and non－standard floor plan layer图3 B，C，D 3类风场风剖面及湍流度Fig.3 The wind profile and turbulence intensity of terrain categories B，C and D图4 各类风场风剖面与湍流度比较Fig.4 Comparison of wind profile and turbulence intensity of terrain categories B and C，D图5 风向角示意图Fig.5 Wind direction illustrations为简化表述，若无特别说明，下文中所出现高层建筑皆代表建筑物GCJZ（即本文所研究对象），南立面均代表建筑物GCJZ的南立面，测点均代表建筑物GCJZ南立面的测点，B（C，D）类风场的峰值风压系数代表B（C，D）类风场情况下南立面测点的峰值风压系数.1.2 数据处理根据建筑物表面基本风压特征，第i号测点峰值风压系数可按照以下公式计算：式中：vT，j为j类风场所对应的梯度风高度处的平均风速；j（B，C，D）表示风场类型；Zr为参考点高度；vr，j为j类风场下参考高度处的平均风速，本次风洞实验参考高度统一为0.8m，对应实际高度为240m；HG，j和αj分别为j类风场所对应的梯度风高度和平均风剖面幂函数指数.因为各类风场下基于梯度风高度的参考风压是一致的，为便于对比，本文所求风压系数皆以对应风场下梯度风高度的风压为参考风压.式中：i为测点编号；和分别为j类风场下i号测点风压时域信号平均值与静压时域信号平均值；0.5ρvT，j 为j类风场所对应的梯度风高度处的参考风压；σprms，i，j为j类风场i号测点的脉动风压；和CPrms，i，j分别为j类风场下i号测点的平均风压系数和脉动风压系数.式中：为j 类风场下i号测点的峰值风压系数；k为峰值因子.本文主要讨论风场类别和周边干扰对峰值风压的影响，根据相关文献[12]，为简化计算，干扰因子统一取为3.5.2 峰值风压特性为更好地研究风场类型和周边干扰对高层建筑峰值风压的影响，本文选取了高层建筑除幕墙层外的底层测点A层，中间层测点I层和顶层测点Q层测点以及南立面对称轴测点（即4号测点）的峰值风压系数进行分析.2.1 无周边建筑物干扰时不同风场情况下南立面峰值风压对比分析图6为无周边建筑物干扰时南立面A，I和Q层测点的峰值风压系数，图7为无周边建筑干扰时南立面A～Q层4号测点的峰值风压系数.从图6和图7可以看出，当高层建筑物无周边建筑物干扰，风场类型变化时，该建筑物南立面的峰值风压系数的变化规律如下：在0°风向角作用下，南立面处于背风面，峰值风压系数为负；就风场类型而言，B 类风场的峰值风压系数绝对值大于C类风场，最大可为C类风场条件下的122%，C类风场的峰值风压系数绝对值大于D类风场，最大可为D类风场条件下的109%；就测点所处高度而言，峰值风压系数绝对值表现为中间略小于两端；就同一水平位置而言，同层测点峰值风压系数变化不大.图6 无周边建筑干扰时南立面A，I和Q层测点峰值风压系数分布Fig.6 No peripheral interference the peak wind pressure coefficient distribution chart of each measuring point of A I and Q layer on the south facade图7 无周边建筑物干扰时南立面A～Q层4号测点峰值风压系数分布Fig.7 No peripheral interference No.4measuring point peak wind pressure coefficient distribution chart of A～Q layer on the south facade在90°风向角作用下，南立面处于侧风面，峰值风压系数为负.就风场类型而言，B 类风场的峰值风压系数绝对值大于C类风场，最大可为C类风场条件下的129%，C类风场的峰值风压系数绝对值大于D类风场，最大可为D类风场条件下的141%，且随着高度的升高，两类风场之间峰值风压系数的差值逐渐减小.就测点所处高度而言，峰值风压系数绝对值表现为中间大两端小.就同一水平位置而言，A层和Q层测点的峰值风压系数绝对值随着气流流动的方向逐渐减小，I层测点峰值风压系数表现为中间大于两边.在180°风向角作用下，南立面处于迎风面，但是由于高层建筑部分边缘测点受漩涡脱落的影响，峰值风压系数有正有负.就风场类型而言，160m高度（高层建筑高度的2／3）以下，B类风场的峰值风压系数大于C，D两类风场，最大可为C，D两类风场条件下的127%，C，D两类风场的峰值风压系数较为接近，相差在8%以内，160m高度以上，D类风场的峰值风压系数大于B类风场，最大可为B类风场条件下的112%，B类风场的峰值风压系数大于C类风场，最大可为C类风场条件下的106%.就测点所处高度而言，随着测点所在高度的升高，测点的峰值风压系数先增大后减小，增大幅度最大的为D类风场，达到了73%，增大幅度最小为B类风场，为26%，由于峰值风压的大小主要受平均风压和脉动风压的影响，因此各类风场的风剖面及湍流度沿高度的变化（如图3所示）是造成此现象的主要原因.就同一水平位置而言，同层测点的峰值风压系数表现为中间大于两边.在270°风向角作用下，南立面处于侧风面，峰值风压系数为负，其分布规律与90°（侧风面）风向角作用下存在差别，产生这种现象的原因是由于高层建筑标准层平面具有不对称性，高层建筑东立面外型上存在明显突变，而西立面不存在明显突变.当风向角为90°时（侧风面），风从东立面吹来，当风向角为270°时（侧风面），风从西立面吹来，迎风面的宽度并不相同（具体参见图1，图2和图5），气流绕侧风面的流动规律也不一致.从而导致90°和270°风向角作用时，其测点的峰值风压系数分布规律并不一致.就风场类型而言，B类风场的峰值风压系数大于C，D两类风场，最大可为C，D两类风场条件下的153%，90m高度（高层建筑高度的3／8）以下，C类风场的峰值风压系数大于D类风场，最大可为D类风场条件下的121%，90m高度以上，D类风场的峰值风压系数大于C类风场，最大可为C类风场条件下的106%.就测点所处高度而言，表现为中间大于两端.就同一水平位置而言，A层和Q层测点的峰值风压系数绝对值随着气流流动的方向逐渐减小，I层测点的峰值风压系数表现为中间大于两边.2.2 有周边建筑干扰时不同风场情况下南立面峰值风压对比分析图8为有周边建筑物干扰时南立面A，I和Q层测点的峰值风压系数，图9为有周边建筑物干扰时南立面4号测点的峰值风压系数.周边干扰建筑具体布置情况如图1和图5所示.图8 有周边建筑干扰时南立面A，I和Q层测点峰值风压系数分布Fig.8 With peripheral interference the peak wind pressure coefficient distribution chart of each measuring point of A I and Q layer on the south facade图9 有周边建筑干扰时南立面A～Q层4号测点峰值风压系数分布Fig.9 With peripheral interference No.4measuring point peak wind pressure coefficient distribution chart of A～Q layer on the south facade从图8和图9可以看出，当高层建筑有周边建筑物干扰，风场类型变化时，该建筑物南立面的峰值风压系数的变化规律如下：在0°风向角作用下，就风场类型而言，B类风场的峰值风压系数绝对值大于C类风场，最大可为C类风场条件下的117%，C类风场的峰值风压系数绝对值大于D 类风场，最大可为D类风场条件下的119%.就测点所处高度而言，峰值风压系数绝对值表现为中间大两端小.就同一水平位置而言，由于受到周边建筑的干扰，A 层测点峰值风压系数绝对值表现为中间大于两边，I层和R层测点峰值风压系数沿水平位置变化不大，产生这种现象的原因是由于0°风向角时，周边建筑对南立面的干扰较复杂，随着测点高度的升高，干扰有所减小.在90°风向角作用下，就风场类型而言，B类风场的峰值风压系数绝对值大于C类风场，最大可为C类风场条件下的148%，C类风场的峰值风压系数绝对值大于D 类风场，最大可为D类风场条件下的130%.就测点所处高度而言，随着测点高度的升高，测点的峰值风压系数绝对值表现为中间大于两端.就同一水平位置而言，规律与无周边情况类似.在180°风向角作用下，就风场类型而言，B类风场的峰值风压系数绝对值略大于C类风场，最大可为C类风场条件下的113%，C类风场的峰值风压系数绝对值略大于D类风场，最大可为D类风场条件下的112%.就测点所处高度而言，随着测点高度的升高，峰值风压系数先增大后减小，增大幅度最大的仍为D类风场，达到了129%，增大幅度最小的仍为B类风场，为99%.就同一水平位置而言，测点的峰值风压系数绝对值表现为中间大于两边.在270°风向角作用下，就风场类型而言，135m高度（施扰建筑E高度的2／3）以下，B类风场的峰值风压系数绝对值大于C，D两类风场，最大可为C，D两类风场条件下的139%，C，D两类风场的峰值风压系数较为接近，相差幅度在2%以内；135～175m高度（施扰建筑E的高度）处，C类风场的峰值风压系数绝对值大于B类，最大可为B类风场条件下的124%，B类风场的峰值风压系数绝对值大于D类，最大可为D类风场条件下的117%；175m高度以上，B类风场的峰值风压系数绝对值大于C类风场，最大可为C类风场条件下的108%，C类风场的峰值风压系数绝对值大于D类风场，最大可为D类风场条件下的123%.就测点所处高度而言，135m高度以下，测点的峰值风压系数大小沿高度变化不大；135m高度以上，测点的峰值风压系数绝对值先增大后减小.2.3 有、无周边建筑物干扰时不同风场情况下南立面峰值风压对比分析上文已详细讨论高层建筑有或者无周边建筑干扰时，不同风场情况下高层建筑峰值风压的变化规律，故本部分不重复讨论.本部分着重研究同类风场情况下，高层建筑在有周边建筑物干扰时，其峰值风压系数相对于无周边建筑干扰时的变化.图10给出了B，C和D 3类风场下高层建筑有、无周边建筑干扰时南立面A，I，Q层测点峰值风压系数分布，图11给出了B，C，D 3类风场下高层建筑有、无周边建筑干扰时南立面A～Q层4号测点峰值风压系数分布.从图10和图11可以看出，当有周边建筑物干扰时，各个风向角下测点的峰值风压系数已经发生改变，具体表现为：图10 有、无周边建筑干扰时南立面A，I和Q层测点峰值风压系数分布Fig.10With and without peripheral interference The peak wind pressure coefficient distribution chart of each measuring point of A I and Q layer on the south facade图11 有、无周边建筑干扰时南立面A～Q层4号测点峰值风压系数分布Fig.11 With and without peripheral interference No.4measuring point peak wind pressure coefficient distribution chart of A～Q layer on the south facade在0°风向角作用时，南立面处于背风面.同类风场情况下，当有周边建筑物干扰时，测点的峰值风压系数变化趋势以及大小发生改变.就测点所处高度而言，发生改变最大处约在G4测点所处位置（约为建筑物高度的1／3），在此高度处，测点的峰值风压系数绝对值均增大，增大幅度最大的为C类风场，达到了74%，增大幅度最小的为D类风场，为36%.就同一层测点而言，随着测点所处位置的不同，其峰值风压系数大小改变亦不相同，A1～A4号测点的峰值风压系数绝对值增大，A5～A7号测点的峰值风压系数绝对值却减小，I层测点峰值风压系数绝对值也有所增大，Q层测点峰值风压系数变化不大，相差在10%以内.产生这种现象的原因可能是由于A1～A4号测点所靠近的高层建筑西侧干扰建筑分布复杂，A5～A7号测点所靠近的高层建筑东侧无干扰建筑，A层和I层测点所处高度位于周边干扰建筑高度范围内，导致其所受干扰较大，Q层测点所在高度处于周边干扰建筑高度范围外，所受干扰较小.在90°风向角作用时，南立面处于侧风面，同类风场情况下，当有周边建筑物干扰时，测点的峰值风压系数变化趋势与无周边建筑干扰时基本一致，但其峰值风压系数大小却发生改变.随着风场类型、测点所处高度以及位置的不同，测点的峰值风压系数变化并不一致，有增大，有减小的，也有保持基本不变的.例如图中A7测点，B类风场有周边干扰情况下，其峰值风压系数相对于无周边建筑干扰来说增大了29%，而D类风场有周边建筑干扰情况下，其峰值风压系数相对无周边建筑干扰来说却基本不变.产生这种现象的原因可能是由于来流、干扰建筑F靠近南立面的棱边产生的分离流、干扰建筑F上部产生的分离流、高层建筑自身产生分离流掺混到一起，而不同风场产生的分离流的运动并不一致，不同高度不同位置处气流掺混的程度也不一致.在180°风向角作用时，南立面处于迎风面，同类风场情况下，当有周边建筑物干扰时，测点的峰值风压系数变化趋势与无周边基本一致，但其大小却发生改变，少数靠近棱边的测点峰值风压系数或变大或由正变负，例如图中的A1测点峰值风压系数增大，A6，A7和J7等测点的峰值风压系数由正变负，绝大多数测点的峰值风压系数均减小，B类风场时其最大减小幅度达到了43%，C类风场时可达37%，D类风场时可达46%.产生这种现象的原因可能是由于当风向角为180°时，干扰建筑E，F对南立面而言主要表现为遮挡作用，所以绝大多数测点峰值风压系数减小，而干扰建筑物E，F侧风面产生的分离流以及干扰建筑F背风面产生的尾流与来流掺混到一起，形成复杂的空气运动，致使部分测点的峰值风压系数或变大或由正变负.在270°风向角作用时，南立面处于侧风面，同类风场情况下，当有周边建筑物干扰时，测点的峰值风压系数变化趋势发生改变，测点的峰值风压系数均减小，三类风场情况下其测点的峰值风压系数最大减小幅度基本接近，分布在75%左右，且在高层建筑135m（干扰建筑C，D，H，G高度）至175m（干扰建筑E高度）高度处，随着测点所处高度的升高，其峰值风压系数的减小幅度减小，175m高度以上，其峰值风压系数的减小幅度趋于稳定，但低于其下部测点的减小幅度.产生这种现象的原因可能是由于135m高度以下，南立面受到干扰建筑C，D，E等的干扰，干扰较复杂，且其对南立面主要表现为遮挡效应.135～175m高度处，对南立面产生干扰效应的主要是干扰建筑E，干扰建筑C，D产生的干扰减小.175m高度以上，由于其测点高度高于周边干扰建筑高度，所受周边建筑干扰较小.270°和90°风向角作用时，南立面虽同处侧风面，但测点的峰值风压系数变化趋势与变化幅度却明显不同.产生这种现象的原因可能是由于当风向角为270°时，风从高层建筑西面吹来，高层建筑上游众多干扰建筑（具体如图3所示）对气流的运动产生显著影响，对南立面而言，干扰复杂.当风向角为90°时，风从高层建筑东面吹来，高层建筑上游并无干扰建筑，对南立面产生干扰的主要是干扰建筑F，干扰较简单.3 结论本文通过对风场和周边干扰对高层建筑峰值风压的影响进行了研究，得出如下结论：风场类型对高层建筑峰值风压有着较大影响，当高层建筑周边环境不变（有或者无周边干扰）时，绝大多数情况下，B类风场时高层建筑的峰值风压系数大于C类风场，最大可达C类风场条件下的153%，C类风场大于D类风场，最大可达D类风场条件下的141%.周边干扰对高层建筑峰值风压的影响不仅与周边建筑的相对位置有关，还与高层建筑有、无周边时所处的风场类型有关.南立面为迎风面时，干扰建筑E，F位于南立面斜前方，表现为遮挡效应，绝大多数测点的峰值风压系数均减小，B类风场时其最大减小幅度达到了43%，C类风场时可达37%，D类风场时可达46%.城市化的变迁过程，对于高层结构抗风来说，其实质是高层建筑所处的风场类型、周边环境发生变化的过程，此时，高层建筑局部位置所承受的峰值风压可能变大，可能变小，甚至由正变负，由负变正，这一点尤其要引起结构设计人员的注意.参考文献[1] TANIIKE Y.Interference mechanism for enhanced wind forces on neighboring tall buildings[J].Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，1992，44（1／3）：1073－1083.[2] SYKES D M.Interference effects on the response of a tall buildingmodel[J].Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，1983，11（1／3）：365－380.[3] ARMITT J.Wind loading on cooling－towers[J].Journal of Structural Engineering，1980，106（3）：623－641.[4] 李秋胜，李永贵，郅伦海.典型高层住宅建筑风压分布特性的试验研究[J].湖南大学学报：自然科学版，2011，38（4）：14－19.LI Qiu－sheng，LI Yong－gui，ZHI Lun－hai.Experimental investigation of the wind pressure distributions on a typical tall residential building[J].Journal of Hunan University：Natural Sciences，2011，38（4）：14－19.（In Chinese）[5] 韩宁，顾明.两串列方形高层建筑局部风压干扰特性分析[J].土木建筑与环境工程，2011，33（5）：13－22.HAN Ning，GU Ming.Characteristics of interference effects on local pressure of two square tall buildings in tandem arrangement[J].Journal of Civil，Architectural ＆ Environmental Engineering，2011，33（5）：13－22.（In Chinese）[6] 韩宁，顾明.两并列方形高层建筑局部风压干扰特性[J].同济大学学报：自然科学版，2011，33（10）：1441－1446.HAN Ning，GU Ming.Interference effects on wind pressure oftwo square tall buildings in side－by－side arrangement[J].Journal of Tongji：Natural Science，2011，33（10）：1441－1446.（In Chinese）[7] 韩宁，顾明.两串列方柱局部脉动风压干扰研究：第1部分迎风面效应[J].振动与冲击，2000，28（12）：188－192.HAN Ning，GU Ming.Interference effects on local fluctuating pressure of two square tall buildings in tandem arrangement：part1windward side effects[J].Journal of Vibration and Shock，2009，28（12）：182－192.（In Chinese）[8] 谢壮宁，朱剑波.群体高层建筑的平均风压分布特征[J].华南理工大学学报：自然科学版，2011，39（4）：128－134.XIE 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Zhuang－ning.Distribution characteristics of peak wind pressure on tall buildings[J].Journal of Building Structures，2012，33（1）：18－26.（In Chinese）。
不同间距上游建筑对建筑风压分布影响
不同间距上游建筑对建筑风压分布影响王成江【摘要】为了探讨上游建筑与下游建筑之间距离作为参数,研究下游建筑风压分布的影响.本文在上游建筑与下游建筑的距离变化情况下,数值模拟下游建筑受干扰的风压分布情况.由于有上游建筑的存在,且不断变化两建筑之间距离,下游建筑顶面、迎风面、背风面、侧面风压系数绝对值基本上都减小了,表现为遮挡效应.【期刊名称】《建材与装饰》【年(卷),期】2016(000)049【总页数】2页(P51-52)【关键词】距离变化;低矮建筑;干扰效应;遮挡效应;风压分布;数值模拟【作者】王成江【作者单位】贵州省建筑设计研究院有限责任公司贵州贵阳 550001【正文语种】中文【中图分类】TU312.1建筑的成群出现，就会出现风力干扰效应，风力干扰效应不光是在建筑表面的风荷载重新分布，还可能会在不同的条件下产生遮挡效应（屏蔽效应）或放大效应。
这对建筑结构造成了潜在的安全威胁，同时过高的街道风速及过急的涡流也会影响人们的舒适度。
对影响建筑风力干扰的因素包括风向角、外形尺寸、占地面积比、相对高度比、建筑间距及相对位置等。
目前相关的空气动力学原理并不成熟。
此类研究目前以风洞试验研究为主，但是缺点就是周期长、花费大。
计算机的发展使模拟风场成为可能。
国内周莉等[1]对3栋一字排开的高层建筑进行了数值模拟；王辉[2]对平面布局对高层建筑群风压影响进行了数值研究；汤卓等[3]对圆形煤仓风致干扰效应进行了数值模拟。
张敏等[4]对群体高层建筑风荷载干扰效应进行了数值模拟。
Chang和Meroney[5]调查周围建筑物在各种对称布局与不同的间距对被干扰建筑风压分布影响，并得出结论：尤其是当街道非常狭窄，屏蔽效应是显著的，在城市的作用比空旷的野外作用会更大。
本文通过调整上游建筑与下游建筑距离，上游建筑对下游建筑风压分布影响进行了数值模拟。
并和澳大利亚风荷载规范[6]进行了对比，在遮挡效应方面，基本吻合。
2.1 数值模拟基本理论数值分析方法是运用流体动力学方法计算结构表面风压的变化。
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摘要 ：在用数值模拟和风洞实验 方法 对比研究 两个方形高层建筑模 型干扰 影响 的基础上 ， 进一 步用数值模拟方法 研究 了距离较近时下游干扰体对上游建筑 的干扰影 响． 以广州合景大厦 为背景 ， 用数 值模拟 方法 ， 通过数值模拟 并 与风洞实验平均风底部剪力 的比较 ， 出当干扰 的高层建 筑处 于下游或斜 下游时 ， 游合景 大厦 的静 风力 比不 受 得 上 干扰 时显著增大 ． 说明在 高层建筑 密集 、 下游或 斜 下游建筑 体量较 大时 ， 对上 游建 筑干 扰后 的静 风力会 有显著增
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加．
关键 词 ： 高层建筑 ； 下游干扰体 ； 上游建筑 ； 风力 ；干扰因子 ； 受扰 因子
中 图分 类 号 ： Ｕ ３ ２ １ Ｔ １ ． 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ２ ３—３ ４ ２ ０ ） ８ ０ ５— ５ ０５ ７Ｘ（ ０７ ０ —１２ ０
Ｉｔ ｆ ｒ ｎ ｅ Ｅ ｆ ｃ ｓ ｏ ｉ ｄ Ｆｏ ｃ ｆＤｏ ｎ ｔｅａ Ｂｕ ｌ ｎ ｓ ｎ ｅｒｅ ｅ ｃ ｆｅ ｔ ｆＷ ｎ ｒ ｅｓ ｏ ｗ ｓ ｒ ｍ ｉ ｇ ｄｉ ｏ ｓ ｒ ａｍ ｇｈ Ｒｉｅ Ｂｕ ｌ ｎ ｎ Ｕｐ ｔｅ Ｈｉ － ｓ ｉ ｄｉ ｇ
Ｖｏ ３ １ ５Ｎｏ． ８
Ａｔ ａ ｇ．２ ０ ０ ７
下 游 干 扰体 对 上游 高层 建 筑 风 力 的影 响
黄本 才 汪丛军 周 大伟 李盛 勇２ ， ， ，
（． １ 同济大学 航空航 天与力学学院 ， 上海 ２０９ ； ． ０ ０ ２ ２ 广州容柏生建筑工程设计 事务所 ， 广东 ：Ｔｅ ｔ ｆｗｉ ｄ ｉ ｔｒ ｅ ｅ ｃ ｆｅ ｔ ｎ ｔ ｑ ａ ｅ ｔ ｌ ｂ ｉ ｉ ｇ ｍｏ ｅ ｒ ａ ｒ ｄ ｏ ｔｏ ｈ ｓｒ ｔ ａ ｓｓｏ ｎ ｎ ｅ ｒ ｎ ｅ ｅ ｆ ｃｓ ｏ ｗｏ ｓ ｕ ｒ ａｌ ｕ ｌ ｎ ｄ ｌ ａ ｅ ｃ ｒ ｉ ｕ ｎ ｔ ｅ ｆ ｄ ｓ ｅ ｂ ｓ ｆＣＦ ａ ｄ ｗｉｄ ｔ ｎ ｅ ｍ ｅ ｈ ｄ ． ｆ ｒｈ ｒ ａ ａｙ ｉ ｗｉ ｕ ｅ ｉ ｌ ｉ ｌｔ ｎ ｓ ｏ ｈ ｏ — ａ ｉ ｏ Ｄ ｎ ｎ ｕ ｎ ｌ ｔ ｏ ｓ Ａ ｕ ｔ ｅ ｎ ｌｓｓ ｔ ｎ ｍ ｒｃ ｍｕ ａ ｉ ｈ ｗｓ ｔ ｅ ｄ ｗｎ ｓ ｈ ａ ｓ ｏ ｓｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｇ ａ ｅ ｍａ ｋ ｄ ｅ ｆ ｃ ｓ ｏ ｈ ｎ ｏ ｃ ｓ ｏ ｐ ｔｅ ｍ ｕ ｌ ｉ ｇ ｗｈ ｎ ｔ ｅ ｄ ｓ ａ ｃ ｅ ｔｅ ｍ ｂ ｉ ｎ ｓ ｈ ｖ ｒ ｅ ｆｅ ｔ ｎ ｔ ｅ ｗｉ ｄ ｆ ｒ ｅ ｆ ｕ ｓ ｒ ａ ｂ ｉ ｎ ｅ ｈ ｉｔ ｅ ｂ — ｄ ｄ ｎ
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第 ３ 第 ８期 ５卷 ２０ ０ ７年 ８月
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