板式高层建筑脉动风场的数值与试验研究

摘要

高层住宅是中国大中型城市中广泛采用的住宅形式.为了获得更好的通风、采光效果,高层住宅往往做成平面为狭长的板状形式.随着建筑高度的增加,特别是当采用对风更敏感的钢结构作为承重体系时,这类建筑的横风向风荷载及风致响应问题更为突出,有必要对其进行更深入的探索和研究.本文以位于杭州湾的某板式住宅高层建筑群为工程背景,对这类板式建筑周围的脉动风场和风荷载进行了风洞试验和数值模拟研究.首先对该建筑群中的两幢典型建筑进行了刚性模型表面测压试验和高频动态天平基底测力试验,获得了建筑表面脉动风压的变化特性;然后对两建筑进行了考虑脉动风效应的大涡数值模拟,将模拟结果与风洞试验结果进行了比较,同时对脉动风压较大的楼层进行了三维绕流特性分析,尤其是侧风和尾流区域的分离、附着和漩涡脱落等涡流的分析,以探寻产生复杂横风向脉动风荷载的内在原因和机理.