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振动与冲击 第 38 卷第 9 期JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCKVol. 38 No. 9 2019 基金项目 国家自然科学基金资助项目 51208537 收稿日期 2017 -11 -28修改稿收到日期 2018 -02 -04 第一作者 汪之松 男, 博士, 副教授, 1980 年生 地表粗糙度对高层建筑下击暴流风荷载特性影响的试验研究 汪之松1, 2,江鹏1,武彦君1,刘兴龙1,董志超1 1. 重庆大学 土木工程学院, 重庆400045; 2. 重庆大学 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室, 重庆 400045 摘 要 地表粗糙度对近地层的风场影响很大。为研究下击暴流风场中不同粗糙度地貌上的高层建筑表面风压 变化规律, 基于冲击射流试验, 讨论了地表粗糙度与径向距离不同情况下高层建筑表面风压特性。试验结果表明 建筑迎 风面风压极值区的高度随地表粗糙度的增大而逐渐抬升, 迎风面正风压系数也随之增大, 背风面负风压绝对值随之减小, 侧面风压系数受粗糙度影响变化不明显; 建筑侧面脉动风压系数随地表粗糙度的增大而增大, 而迎风面和背风面的脉动 风压系数受粗糙度影响较小。随着径向距离及地表粗糙度的增大, 出流强度衰减明显加快, 建筑迎风面中下部区域风压 系数衰减较大, 背风面及侧面风压系数逐渐减小, 且背风面呈线性衰减趋势。 关键词 地表粗糙度; 下击暴流; 高层建筑; 风荷载; 试验研究 中图分类号 TU312 . 1文献标志码 ADOI10. 13465/j. cnki. jvs. 2019. 09. 024 Tests for effects of terrain roughness on wind load characteristics of a high- rise building under downburst WANG Zhisong1, 2,JIANG Peng1,WU Yanjun1,LIU Xinglong1,DONG Zhichao1 1. School of Civil Engineering,Chongqing University,Chongqing 400045,China; 2. MOE Key Lab of New Technology for Construction of Cities in Mountain Area,Chongqing University,Chongqing 400045,China AbstractTerrain roughness has a great influence on wind field in near- surface layer. Here, to investigate variation laws of wind pressure on surfaces of a high- rise building on different roughness lands in downburst wind field,based on impact jet tests,the wind pressure characteristics on the high- rise building’ s surface were discussed under conditions of different terrain roughness and radial distances. The test results showed that with increase in terrain roughness,the height of the wind pressure extreme value area on the building’ s windward side gradually rises,and the positive wind pressure coefficient on the windward side also increases,while the absolute value of negative wind pressure on the leeward side decreases; terrain roughness affects lateral wind pressure coefficient not obviously; the building’ s lateral fluctuating wind pressure coefficient increases with increase in terrain roughness,while terrain roughness affects fluctuating wind pressure coefficients on the windward and leeward sides weakly; with increase in radial distance and terrain roughness, outflow intensity attenuation is accelerated apparently,wind pressure coefficient on middle and lower parts of the windward side decays largely,wind pressure coefficients on the leeward side and lateral side gradually decrease,and the er has a linear attenuation trend. Key words terrain roughness; downburst; high- rise building; wind loads; tests 地表粗糙度对于近地面的空气流动影响非常大, 通常用四类地貌来描述不同的地表粗糙度对普通大气 边界层风场的影响。然而有研究表明, 大气边界层风 属于低速风, 而在极端气候条件下产生的包括台风、 龙 卷风、 下击暴流风等均具有不同的风场特性 [1 ]。由于 下击暴流风在近地面会引起极高的风速且具有竖向风 风场, 因此对下击暴流的相关研究显得尤为重要。针 对下击暴流相关研究来说,国内外学者的研究着重于 微地形对风场特性方面, Holmes[2 ]、 Letchford 等[3 ]以及 Wood 等 [4 ]各自采用冲击射流模型研究了不同地形对 雷暴冲击风剖面的影响。Sengupta 等 [5- 9 ]通过数值模拟 研究了雷暴冲击风在不同地形上的风场特征, 以及地 形、 地貌对雷暴冲击风风场的影响。Sengupta 等 [10 ]利 用圆孔射流研究了雷暴冲击风的出流风场特性, 测得 了雷暴冲击风作用下的各种风场特征。李春祥等 [11 ]采 用数值模拟的方法, 运用 Deodatis 的均匀调制非平稳 随机场模拟下击暴流非平稳脉动风速时程。邹鑫等 [12 ] ChaoXing 采用静止型冲击射流装置和大涡模拟分别对雷暴冲击 风风场进行了物理试验和数值模拟, 考察径向风速和 竖向风速的分布特征。以上研究主要以地形对风场特 性的影响为主, 而对于建筑结构风荷载特性的研究相 对较 少, 尤 其 高 层 建 筑 的 风 荷 载 特 性 研 究 很 少。 Sengupta 等 [13 ]基于冲击射流模型测试了雷暴冲击风作 用下小立方体表面的压力分布情况。Chay 等 [14 ]采用 倒置的冲击射流装置, 进行了静止型和运动型两种冲 击射流试验, 研究了雷暴冲击风作用下小立方体块表 面的风压分布。Lin 等 [15 ]利用热线测速仪观测了雷暴 冲击风的平均风速剖面和湍流特征。赵杨等 [16 ]通过物 理试验研究了雷暴冲击风产生的风速突变气流对结构 表面风压和结构空气动力学参数的影响。邹鑫等 [17 ]通 过物理试验研究了稳态冲击风作用下高层建筑风荷载 相关特性。以上关于风荷载特性的研究主要通过相关 物理试验研究建筑表面的风荷载特性, 但均未考虑粗 糙度地貌的影响。 国内外关于空气动力学粗糙度研究较多, 但绝大 多数学者侧重研究大气边界层风场的粗糙度影响。 李宏海 [18 ]考虑城市内高低不同建筑的真实情况, 研究 粗糙元变化带来的差异。李宏海通过布置粗糙元来考 虑空气动力学粗糙度对下击暴流风场发育的影响, 但 只讨论了单一地貌下高层建筑风荷载特性, 并未考虑 不同粗糙度地貌对下击暴流作用下高层建筑风荷载特 性的影响。综合已有的风洞试验及数值模拟研究, 试 验采用 Lettau[19 ]的理论模型布置粗糙元, 通过模拟不 同空气动力学粗糙度地貌来研究不同粗糙地貌对高层 建筑风荷载特性的影响。本文采用静止型冲击射流物 理风洞试验模拟下击暴流风场, 进行高层建筑刚性模 型测压试验, 考察了粗糙地貌以及不同地貌下不同径 向距离对高层建筑风荷载的影响, 对试验结果进行统 计分析, 为实际下击暴流作用下高层建筑抗风设计提 供一定的参考依据。 1风洞试验概况 本文采用静止型冲击射流装置模拟下击暴流风 场, 进行各层建筑刚性模型测压试验。该试验装置简 单且便于操作, 而且采用冲击射流模型得到的模拟结 果与实测数据吻合较好。故本文选用冲击射流模型进 行风洞试验, 试验装置如图 1 所示。 冲击射流喷口直径为 Djet600 mm, 喷口距离底板 Hjet1. 2 m, 几何缩尺比1∶ 1 000, 喷口射流速度为 Vjet 20 m/s。射流风速沿径向分布较为均匀, 能够产生 均匀的冲击风。建筑模型为刚性模型, 采用有机玻璃 制作, 其几何尺寸为 50 mm 长 50 mm 宽 100 mm 高 。由于建筑模型尺寸小, 不便四面均布置测压 孔, 故只在模型单侧面布置测压孔, 侧面测点分布如图 2 所示。通过模型旋转四个角度, 分四次测得风场中建 筑四个表面的风压数据。风压采样频率为 315. 25 Hz, 每个测点采样 10 000 步, 采样时间 32 s。 图 1冲击射流试验装置 Fig. 1Impinging jet experimental device 图 2测点布置 mm Fig. 2Arrangement of measuring points mm 试验考虑了径向位置、 粗糙度因素对高层建筑表 面风压的影响。在考虑不同粗糙度的径向位置对高层 建筑表面风压影响的试验中, 高层建筑迎风面距喷口 中心距离分别为 r 1. 0Djet、 1. 25Djet、 1. 5Djet、 1. 75Djet、 2. 0Djet。风荷载试验设置 3 种地貌工况, 分别为地貌 I 光滑地面 、 地貌 II、 地貌 III, 粗糙度逐渐增大, 粗糙元 为木质正立方体, 边长为 10 mm, 对应建筑高度为 10 m。风荷载试验考虑五个径向位置、 三种地貌, 共设置 15 种子工况。工况如图 3 所示, 工况参数见表 1。 风场工况粗糙元的布置, 按 Lettau 提出的统计经 验公式, 求得场地粗糙度的合理近似值 z0 0. 5h Ar At 1 式中 h 为粗糙元高度; Ar为顺风向粗糙元的迎风面面 积; At为单位粗糙元的占地面积。通过设置不同间距 的粗糙元, 改变 At以得到不同的粗糙度地貌工况。由 于现阶段国内规范没有相关规定, 故各地貌粗糙度的 取值参考欧洲规范 1 关于 z0的规定, 具体可见表 2。 581第 9 期汪之松等 地表粗糙度对高层建筑下击暴流风荷载特性影响的试验研究 ChaoXing 图 3试验工况简图 Fig. 3Schematic diagram of test condition 表 1风荷载试验地貌工况参数表 Tab. 1Land parameters of wind loads test 地貌分类 粗糙元 X 向 间距/mm 粗糙元 Y 向 间距/mm 相当于 z0/mm 地貌 I 光滑地面00 0 地貌 II100 1000. 05 地貌 III50 500. 2 表 2欧洲规范 1 Tab. 2Eurocode 1 地表分类 z0 α I 粗糙开阔的海面, 顺风向至少 5 km 长的 湖面; 平坦、 开阔无障碍的农村 0. 010. 12 II 有篱笆的农场, 有零星农舍、 房屋树林0. 050. 16 III 郊区或工业区及永久性森林0. 30. 22 IV 15 m 以上楼房覆盖率≥15 的城市 市区 10. 30 2试验结果与分析 2. 1风速剖面比较 图 4 给出了地貌 I 光滑地面 与地貌 III 在 r 1. 0Djet、 1. 5Djet、 2. 0Djet位置处随高度变化的径向风速 分布曲线, 由图可知 径向风速在约 r 1. 0Djet左右位 置处达到极值。然后随径向距离增加而逐渐减小。这 与以往相关文献[ 20- 21]中下击暴流的平均风速分布 规律及极值风速位置比较吻合。 图5给出了地貌I 光 图 4各径向位置平均风剖面 Fig. 4Radial development of the mean velocity profile 滑地面 、 地貌 II 与地貌 III 在 r 1. 0Djet径向位置处无 量纲水平风速竖向风剖面与国外学者物理试验以及实 测结果的对比, 由图可见, 风场测试结果与国外学者的 研究结论较为吻合, 因此本风洞试验可提供较可靠的 风场数据。 图 5各模型竖向风剖面比较 Fig. 5Comparison of vertical wind profile of analytical models 2. 2建筑表面风压总体分布特性 建筑表面风压分布通过压力系数来考察, 建筑表 面点 i 平均压力系数定义为 Cpi wi 1 2 ρ v -2 2 式中 wi为第 i 测点静风压力; v - 为喷口的射流速; ρ 为 空气密度, 试验时测得的空气密度为 1. 15 kg/m3。 脉动风压系数主要反映了建筑表面周围漩涡运动 的强弱程度, 其表达式如式 3 所示 Cp, rms i 1 n∑ n j 1 { P i, tj 2} -1 n∑ n j 1 P i, tj 2 1 2 ρU 2 槡 H 3 其中 P i, tj 表示测点编号 i 时刻 tj压力。n 为单 个测点采集数据个数, ρ 表示空气密度。UH为参考高 度处的风速, 采用喷口风速。 图 6 分别给出测点 A43 和 A33 的风压数据时程 图。可知, 风场基本处于稳定状态, 高层建筑表面风压 数据稳定。 图 7 给出了地貌 I 光滑地面 下径向距离 r 1. 0Djet时建筑表面平均风压系数与脉动分压系数云图。 由平均风压系数云图可以看出, 迎风面呈现“下大 上小” 的趋势, 迎风面均为正风压, 正风压极值区域主 要出现在下部区域, 正风压系数极值处于 0. 85 ~ 0. 95 范围内; 背风面为负风压, 负风压绝对值呈“上大下小” 的趋势, 负风压极值位于上部区域, 负风压系数极值为 -0. 6 左右; 侧面风压距迎风面较近一侧的上下角部较 大, 负风压系数极值为 -0. 75 左右。 由脉动风压系数云图可以看出, 迎风面与背风面 的脉动风压系数相对较小, 侧面脉动系数较大, 脉动风 681振 动 与 冲 击2019 年第 38 卷 ChaoXing 压系数反映的是建筑表面受到附近小涡旋的影响, 受 影响较大区域多为角部区域。 图 8 给出了不同粗糙地貌下的高层建筑表面风压 系数结果。从下至上分为 10 层, 对于每一层而言, 测 点编号 1 ~ 20 为沿 A- B- C- D 建筑四个表面逆时针编 号, 由于平均风压系数变化规律基本一致, 为了在图中 表达更加清晰, 这里仅给出其中 5 层, 用以说明此分布 规律。迎风面编号 1 ~5, 背风面 11 ~15, 依次类推。 a1 测点 A43 b1 测点 A33 图 6部分测点风压时程 Fig. 6Time history of wind pressure at some measuring points 各粗糙地貌下高层建筑平均风压系数呈现如下规 律 迎风面平均风压均为正压, 呈现“下大上小” 的趋 势, 最大值集中在 15 ~ 35 m 高度范围, 75 m 高度处正 风压明显减小, 顶部边缘处风压最小; 背风面平均风压 均为负压, 负压绝对值呈现 “上大下小” 的趋势, 负风压 系数分布集中在 - 0. 2 ~ - 0. 6; 侧面平均风压均为负 压, 负压系数绝对值处于 -0. 6 ~ -0. 8 范围内, 负压最 大值集中于临近迎风面的角部区域。 各粗糙地貌下高层建筑脉动风压系数呈现如下规 律 迎风面与背风面脉动风压系数较小, 侧面脉动风压 系数较大。 2. 3粗糙度对风压系数的影响 上文给出了各粗糙度地貌下高层建筑平均风压系 数和脉动风压系数的比较。限于篇幅, 仅以高度 z 0. 045 m为例, 图 9 和图 10 给出了 z 0. 045 m 高度处 高层建筑表面平均风压系数和脉动风压系数分布图。 总体来看平均风压系数在迎风面大部分区域的风压系 数大于 0. 5, 侧面大部分区域的平均风压系数位于 -0. 6 ~ -0. 8 的范围, 背风面大部分区域平均风压系 数位于 -0. 4 ~ -0. 6 的范围; 而脉动风压系数迎风面 和背风面均方根风压系数较为稳定, 在 0. 1 ~ 0. 15 之 间, 侧面的脉动风压系数在 0. 17 ~0. 25 之间。 a A 面平均风压系数云图 b A 面脉动风压系数云图 c C 面平均风压系数云图 d C 面脉动风压系数云图 e B 面平均风压系数云图 f B 面脉动风压系数云图 图 7地貌 I 光滑地面 风压系数云图 Fig. 7Wind pressure coefficient nephogram of smooth land 由图 9、 图 10 可以看出, 由于粗糙元的存在增大了 近地面风场的湍流度, 从而改变了风场对于钝体建筑 物的绕流特性。且随着粗糙度的增加, 极值风速所在 高度有所抬升, 导致 z 0. 045 m 高度处迎风面风压系 数随着粗糙度的增加而增大, 背风面风压系数绝对值 吸力 则随着粗糙度的增加而略有减小, 建筑物侧面 的平均风压系数受粗糙度的影响较小。而对于脉动风 压系数则呈现相反的规律, 即迎风面和背风面随着粗 糙度的增加影响较小, 而建筑物侧面脉动风压随着粗 糙度的增加而增大。其他高度 z 0. 015 m、 0. 035 m 及 0. 075 m 具有类似的规律。 781第 9 期汪之松等 地表粗糙度对高层建筑下击暴流风荷载特性影响的试验研究 ChaoXing a 地貌 I 光滑地面 平均风压系数 b 地貌 I 光滑地面 脉动风压系数 c 地貌 II 平均风压系数 d 地貌 II 脉动风压系数 e 地貌 III 平均风压系数 f 地貌 III 脉动风压系数 图 8各类地貌风压系数示意图 Fig. 8Wind pressure coefficient of different roughness land 图 9 z 0. 045 m 高度处建筑表面压力系数曲线 Fig. 9Wind pressure coefficient at z 0. 045 m height 图 10z 0. 045 m 高度测点脉动风压系数 Fig. 10RMS pressure coefficient of z 0. 045 m height 图 11、 图 12、 图 13 分别给出了高层建筑处于各径 向位置时不同粗糙度下迎风面中线与背风面中线的风 压系数对比图。 由图 11 ~ 图 13 对比可知, 对于迎风面 当径向距 离 r 1. 0Djet时, 粗糙地貌对风压系数的影响较小; 从 地貌 I 光滑地面 到地貌 II, 此时粗糙度变化相对较 小, 风压系数差异较小; 而从地貌 II 到地貌 III, 粗糙度 显著增大, 近壁面 z/H < 0. 4 范围内衰减明显增大, 风 压极值的高度逐渐提升。对于背风面 风压系数程线 性分布, 负风压绝对值上大下小, 从地貌 I 光滑地面 到地貌 II, 此时粗糙度变化相对较小, 风压系数差异较 小; 而从地貌 II 到地貌 III, 粗糙度显著增大, 近壁面的 衰减明显增大。 图 14、 图 15、 图 16 分别给出了高层建筑处于各径 向位置时不同粗糙度下侧面 B 及侧面 D 中线测点的平 均风压系数对比图。 由图 16 ~ 图 18 可知, 高层建筑 B、 D 两侧面平均 风压系数基本呈现对称性分布, 随着径向距离的增大, 风压系数逐渐衰减, 在 r 1. 0Djet~ 1. 5Djet范围内衰减 较慢, 而在 r 1. 5Djet~2. 0Djet衰减较快。 2. 4径向距离对不同粗糙地貌下风压系数的影响 图 17、 图 18、 图 19 给出了各粗糙地貌下不同径向 位置高层建筑迎风面中线与背风面中线测点的风压系 数对比图, 以研究不同径向位置对风压系数的影响。 迎风面的风压系数分布呈现“鼻子” 型。对比发 现, 径向距离对迎风面风压系数的衰减影响较大, 随着 径向距离的增大, 风压系数逐渐减小 1 径向距离为 r 1. 0Djet到径向距离 r 1. 25 Djet, 对于地貌 I 光滑地面 及地貌 II, 迎风面风压系数 上部区域衰减较明显, 中下部区域衰减不明显; 对于地 貌 III, 上部及下部区域衰减明显, 中部区域衰减不明 显。在 z/H <0. 25 范围内, 地貌 I 光滑地面 及地貌 II 衰减较小, 在 0. 05 以内, 地貌 III 衰减较大, 在 0. 1 左 右。 在z /H > 0. 65范围内, 各地貌粗糙度下的风压系 881振 动 与 冲 击2019 年第 38 卷 ChaoXing a 迎风面 A 中线 b 背风面 C 中线 图 11r 1. 0Djet中心测点平均压力系数 Fig. 11Pressure coefficient of neutral points at r 1. 0Djet a 迎风面 A 中线 b 背风面 C 中线 图 12r 1. 5Djet中心测点平均压力系数 Fig. 12Pressure coefficient of neutral points at r 1. 5Djet a 迎风面 A 中线 b 背风面 C 中线 图 13r 2. 0Djet中心测点平均压力系数 Fig. 13Pressure coefficient of neutral points at r 2. 0Djet a 侧面 B 中线 b 侧面 D 中线 图 14r 1. 0Djet中心测点平均压力系数 Fig. 14Pressure coefficient of neutral points at r 1. 0Djet a 侧面 B 中线 b 侧面 D 中线 图 15r 1. 5Djet中心测点平均压力系数 Fig. 15Pressure coefficient of neutral points at r 1. 5Djet a 侧面 B 中线 b 侧面 D 中线 图 16r 2. 0Djet中心测点平均压力系数 Fig. 16Pressure coefficient of neutral points at r 2. 0Djet 数衰减均达到 0. 2; 2从径向距离 r 1. 25Djet到径向距离 r 1. 5Djet、 1. 75Djet、 2. 0Djet处, 迎风面风压系数上部区域 衰减较小, 中下部区域衰减较大。随着径向距离的增 大, 各粗糙地貌下下的风压系数衰减幅度较均匀。 背风面风压系数近地面较小, 高度升高负风压增 大, 基本呈线性分布。对比发现, 径向距离对背风面风 压系数的衰减影响较大, 随着径向距离的增大, 风压系 数逐渐减小 1 从 径 向 距 离 r 1. 0Djet到 径 向 距 离 r 1. 25Djet、 1. 5Djet, 风压系数衰减的幅度较大, 地貌 I 光 滑地面 r 1. 25Djet~ 1. 5Djet衰减幅度最大, 地貌 II 及 981第 9 期汪之松等 地表粗糙度对高层建筑下击暴流风荷载特性影响的试验研究 ChaoXing 地貌 III 在 r 1Djet~1. 25Djet衰减幅度最大; 2从径向距 离 r 1. 5Djet到 径 向 距 离 r 1. 75Djet、 2. 0Djet, 风压系数衰减的幅度相对较小, 背风 面风压系数各粗糙地貌下的衰减幅度较均匀。 图 20、 图 21、 图 22 给出了各粗糙地貌下不同径向 位置高层建筑 B、 D 两侧面中线测点的风压系数对比 图, 以研究不同径向位置的粗糙地貌对风压系数的 影响。 a 迎风面 A 中线 b 背风面 C 中线 图 17地貌 I 光滑地面 测点 平均压力系数 Fig. 17Neutral points’mean pressure coefficient of smooth land a 迎风面 A 中线 b 背风面 C 中线 图 18地貌 II 测点平均压力系数 Fig. 18Neutral points’mean pressure coefficient of land Ⅱ a 迎风面 A 中线 b 背风面 C 中线 图 19地貌 III 中心测点平均压力系数 Fig. 19Neutral points’mean pressure coefficient of land Ⅲ a 侧面 B 中线 b 侧面 D 中线 图 20地貌 I 光滑地面 测点 平均压力系数 Fig. 20Neutral points’mean pressure coefficient of smooth land a 侧面 B 中线 b 侧面 D 中线 图 21地貌 II 测点平均压力系数 Fig. 21Neutral points’mean pressure coefficient of land Ⅱ a 侧面 B 中线 b 侧面 D 中线 图 22地貌 III 测点平均压力系数 Fig. 22Neutral points’mean pressure coefficient of land Ⅲ 由图20 ~图22 对比可知, 高层建筑 B、 D 两侧面平 均风压系数基本呈现对称性分布, 随着径向距离的增大, 风压系数逐渐衰减, 负风压减小, 在 r 1. 0Djet~1. 5Djet 范围内衰减较慢, 而在 r 1.5Djet~2. 0Djet衰减较快。在 091振 动 与 冲 击2019 年第 38 卷 ChaoXing 一定高度范围内, 随着径向距离的增大, 风压分布由上下 均匀分布向中部区域大上下区域小的趋势发展。 由于下击暴流风场特性与传统大气边界层风场相 比,存在显著差异。所以二者风荷载特性也有显著差 别, 传统边界层风最大风压分布约在高层建筑的 3/4 建筑高度附近, 而下击暴流的最大风压出现约在 1/4 建筑高度附近。气象观测表明, 雷暴风 下击暴流 往 往是非台风地区极值风速出现的主要原因, 是造成大 量工程结构风致破坏的主要根源, 而包括高层建筑在 内的常规工程结构, 在抗风设计时一般仅考虑了规范 给定的边界层风荷载。在雷暴多发地区, 对于比较重 要的工程结构, 为提高结构设计的安全性与可靠性, 应 考虑下击暴流这一极端风荷载所带来的不利影响。在 指导高层建筑设计上, 在下击暴流多发地, 应考虑不同 粗糙度对高层建筑下击暴流风荷载的影响, 应适当提 高荷载规范给出的参考值。除了常规的抗风验算外, 还应进行不同粗糙度下击暴流抗风验算。 3结论 基于冲击射流模型物理风洞试验获取下击暴流风 场中高层建筑表面风荷载数据, 分别考虑了不同粗糙 度地貌以及不同径向距离对高层建筑表面风压的影 响, 得到以下结论 1 各粗糙地貌下高层建筑风压系数呈现如下规 律 迎风面平均风压均为正压, 呈现“下大上小” 的趋 势, 顶部边缘处风压最小; 背风面平均风压均为负压, 负压绝对值呈现“上大下小” 的趋势; 侧面平均风压均 为负压, 负压最大值集中在临近迎风面的角部区域。 迎风面与背风面脉动风压系数较小, 侧面脉动风压系 数较大。 2 考虑不同粗糙地貌的影响 对比平均风压系 数结果, 随着粗糙度的增大, 迎风面上部区域受粗糙度 影响较小, 但风压系数有增大的趋势, 迎风面中下部平 均风压系数衰减幅度越来越大, 风压极值的高度逐渐 提升, 背风面负风压绝对值随之减小, 侧面风压系数受 粗糙度影响变化不明显; 对比脉动风压结果, 随着粗糙 度的增大, 侧面脉动风压系数随之增大, 而迎风面和背 风面的脉动风压系数受粗糙度影响变化不明显。 3 考虑不同径向位置的影响 当径向距离较小 时, 水平风速衰减不明显, 高层建筑迎风面风压系数下 部区域衰减较小, 迎风面上部区域衰减较大; 随着径向 距离增大, 水平风速衰减明显加快, 高层建筑迎风面风 压系数中部及下部区域衰减较大, 背风面风压系数的 衰减受径向距离的影响较大, 随着径向距离的增大风 压系数逐渐减小, 呈线性衰减趋势, 侧面风压系数随着 径向距离的增大逐渐衰减。 4 对下击暴流作用下结构抗风设计的价值体现 在 对处在不同的粗糙度地貌中的高层建筑, 粗糙度越 大, 迎风面极值风压的高度升高, 极值风压的绝对值减 小, 背风面极值风压的绝对值也会减小, 侧面风压受粗 糙度影响较小。 参 考 文 献 [1] LETCHFORDCW, MANSCM, CHAYMT. 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