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绿色建筑结构风洞实验研究

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第一部分绿建结构风洞试验技术 2

第二部分模型相似定律及试验条件设定 4

第三部分风荷载测量方法及分析 7

第四部分结构抗风性能评估 10

第五部分风致振动响应分析 13

第六部分迎风面压力分布及风环境评价 17

第七部分风荷载谱参数提取及适用性分析 19

第八部分绿建结构风洞试验综合研究 22

第一部分绿建结构风洞试验技术

关键词

关键要点

【主题名称：绿建结构风洞试验技术概述】

1.绿建结构风洞试验是一种利用风洞模拟真实风场，对建筑结构进行风荷载试验的技术。

2.风洞试验通过测量建筑模型表面的风压分布、风致振动和风致变形，评估建筑结构的风荷载承受能力。

3.绿建结构风洞试验有助于优化建筑结构设计，提高抗风性能，降低风荷载对建筑物的危害。

【主题名称：风洞试验模型制作】

绿色建筑结构风洞实验研究

绿建结构风洞试验技术

前言

绿色建筑结构风洞试验技术是一种先进的实验方法，用于评估建筑结构在风荷载作用下的性能。其通过在模拟真实风环境的风洞中对缩尺模型进行测试，获得建筑物受风荷载影响时的压力分布、风振响应和风致灾害风险等关键信息。

原理

绿建结构风洞试验技术基于相似性原理。缩尺模型与实际建筑物在几何形状、材料特性和边界条件上满足一定的相似性，从而可以推导出模型试验数据与实际建筑物受风荷载影响的相似关系。

风洞实验系统

绿建结构风洞试验系统通常由以下组件组成：

*风洞：模拟真实风环境的封闭空间，可产生不同风速、风向和湍流度等风场条件。

*缩尺模型：代表实际建筑物的缩小版，通常采用高强度材料制作，如铝合金或复合材料。

*测量系统：压力传感器、加速度传感器、位移传感器等，用于测量模型表面压力、振动和位移。

*数据采集与处理系统：采集并处理测量数据，计算风荷载分布、风振响应和位移等参数。

试验步骤

绿建结构风洞试验通常遵循以下步骤：

1.模型制作：根据实际建筑物的几何形状和材料特性制作缩尺模型。

2.风洞安装：将模型安装在风洞中，并设置适当的边界条件。

3.风场模拟：根据预定的风荷载工况，在风洞中模拟不同风速、风向和湍流度的风场条件。

4.数据测量：使用测量系统采集模型表面压力、振动和位移等数据。

5.数据处理与分析：处理测量数据，计算风荷载分布、风振响应、位移等参数。

数据分析

绿建结构风洞试验的数据分析包括以下内容：

*压力分布：分析模型表面压力分布，评估风荷载的分布情况和局部风压峰值。

*风振响应：计算模型的风振频率、振幅和模式，评估建筑物对风振的敏感性。

*位移分析：计算模型的位移，评估风荷载对建筑物结构的影响。

*风致灾害风险评估：综合考虑风荷载分布、风振响应和位移数据，评估建筑物遭受风致灾害的风险。

应用

绿建结构风洞试验技术在绿色建筑设计中具有广泛的应用，包括：

*风荷载评估：准确评估建筑物受风荷载作用下的整体和局部风压分布。

*风振分析：预测建筑物在风荷载作用下的风振特性，避免共振和风致灾害。

*结构优化设计：根据风洞试验结果优化建筑物结构设计，提高抗风性能。

*绿色建筑认证：满足绿色建筑认证标准中对风荷载评估和风振响应控制的要求。

结论

绿建结构风洞试验技术是一种先进且可靠的实验方法，用于评估绿色建筑结构的抗风性能。其通过模拟真实风环境，获得建筑物受风荷载影响的准确信息，为绿色建筑设计提供了重要的科学依据。

第二部分模型相似定律及试验条件设定

关键词

关键要点

模型相似定律

1.雷诺数相似定律：确保模型和实际结构之间风流相似性，避免粘滞影响对流现象。

2.弗劳德数相似定律：保持模型和实际结构的惯性力与重力力的比例相同，以模拟真实建筑物的惯性效应。

3.环境温度相似律：模型与真实结构的环境温度相近，以避免温度差异造成的流体密度和粘度的变化。

试验条件设定

1.风速设定：根据实际风环境数据，确定模型实验所采用的风速范围和风向。

2.边界层模拟：在模型周围建立与实际建筑物周围类似的边界层，以模拟真实的风环境。

3.测量点布置：提前确定模型上需要进行风压、风速等测量的关键位置，并合理布置测量点。

4.试验参数优化：通过预试验或数值模拟，优化风洞试验的参数，如模型大小、风速、边界层厚度等，以获得准确可靠的试验结果。

模型相似定律

模型相似定律建立在流体力学无量纲数相等的基础上，描述了真实结构和缩尺模型之间的相似性条件。在风洞实验中，主要考虑以下无量纲数：

*雷诺数(Re)：流体惯性力和粘性力的比值，表示流动的紊流程度。

*弗劳德数(Fr)：流体惯性力和