高层建筑论文3.doc

高层建筑结构论文 姓 名：邹 清 学 号 班 级: 硕1004班 高层建筑的风环境影响及其控制 摘要： 高层建筑是在特殊地区和时间下,为了满足社会和经济的需求而建造的,其独特性和各自特异的风格,增加了城市景观,吸引了大量的旅游观光者。而更具有实用意义的是满足了城市日益增长的工作、生活空间的需求。本文就高层建筑物所形成的独特风环境影响，及其控制方法做简要的阐述。 关键词：高层建筑 风环境 风振控制 阻尼器 人体舒适度 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的不良风环境，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。显然，良好的建筑的风环境指的是，在气象工作者给出的某一大区域内风特性的条件下，为了使人们工作、居住生活与活动有一个舒适的环境，城市规划与设计部门能否力求以最小的代价去营造一个安全而舒适的风环境，来满足广大人民群众安居乐业之需。 高层建筑内、外风环境不舒适性测评准则 高层建筑及其群体的外形、布局，随设计者的构思而异。在风力作用下，其绕流特性各异。当布局不当时，在建筑物外部往往造成局部不良的风环境：如卷起灰尘、纸屑及杂物并堆积于背风区；掀起屋顶覆盖物、破坏围护结构、幕墙玻璃、门窗等等，对广场、街道上的行人及交通安全构成威胁。此外，目前很多高层建筑采用钢结构框架，设计重量越来越轻，高度越来越高，而本身机械阻尼却越来越低，对风力作用越来越敏感，且往往是高柔性结构。尽管结构工程师能保证结构承受风荷载是安全可靠的，但风致振动，使大楼产生摆动，造成室内家具碰撞产生噪声，吊灯摇晃等现象。同时，居住或工作在发生振动的建筑物中的人完全暴露于振动环境中，可能引起人们一系列不良心理效应，如焦虑、疲劳、劳动能力减退等。这里提出一个建筑物内部的风环境舒适性的问题，同时对高层建筑的风环境分内外两个方面来评价。 1、外部风环境问题 长期以来，人们通过试验，观察制定了一个在人行街道、广场对人类活动感到不舒适的指标-“不舒适参数”Ψ，来测评近地面风环境的优劣。当Ψ≥1时，人们步行开始感到不适，伞难撑，眼难睁。步行者受风影响情况判别如表1所示。可见，仅当风速u∞≤5 m/s（或Ψ＜1）是舒适的，4～7级是不舒适的，8级以上则认为是危险的。 表1 步行者受风影响情况判别表 风速等级 3秒钟平均风速（米/秒） 风 速 影 响 情 况 1 0～5 人脸感到有风，但对行动或舒适性无影响。 2 5～10 对风敏感，脚步偶有不规则，大多数行动尚不受影响。 3 10～15 步行不易，上身要前倾，脚步不规则，以直线前进。 4 15～20 步行艰难，难以控制，整个身体前倾，且摇摆不定。 5 20～25 安全行走的极限，安稳行走极难或不可能。 6 25～30 危险风速（国际通用23米/秒为危险风速极限）。 根据高层建筑物的外形，相互布局情况及风的相对方向，可能测得的建筑物外部环境的不舒适参数Ψ值是不同的。常见几种高层建筑群体，布局间相互干扰而引发的不舒适风环境的试验值Ψ如下。 （1）压力连通效应　如图1（1）、（2）所示，当风垂直吹向错开排列的高层建筑物时，若建筑物间的距离小于建筑物的高度，则有部分压力较高的风流向背面压力较低的区域，形成街道风，在街道上形成不舒适区域。该区不舒适参数Ψ是建筑物高度的函数。一般而言，对10～11层，约35～40米高者，街道风的Ψ≈ 1.3～1.6；特殊情况，对塔式高层建筑，当相互间隔不大时（如约为1/4楼高），其Ψ≈ 1.8。 图1. 压力连通效应 （2）间隙效应：如图2所示，当风吹过突然变窄的剖面时（如底层拱廊），在该处形成不舒适区域，其不舒适参数Ψ≈ 1.2～1.5，主要取决于建筑物的迎风面积与变窄剖面面积的比值或建筑物的高度。通常对7层楼高，底部不舒适参数Ψ≈ 1.2；楼高超过50米时，取Ψ≥1.5。 图2. 间隙效应 （3）拐角效应：如图3所示，当风垂直吹向建筑物时，在拐角处由于迎面风的正压与背面风的负压连通形成一个不舒适的拐角区域；有时，当两幢并排建筑物的间距L≤2d（d为建筑物沿风向的长度）时，两幢间也形成不舒适区域；它们的Ψ≈ 1.2。对35～45米高的塔式建筑物，其Ψ≈ 1.4；对100米以上的塔式建筑物，其Ψ≈ 2.2。 图3. 拐角效应 （4）尾流效应：如图4所示，在