高频测力天平风洞试验研究

导读:赛多利斯科学仪器（北京）有限公司为了研究不同长宽比超高层建筑三维风荷载组合，通过高频测力天平风洞试验得到了5种长宽比的矩形超高层建筑基底剪力、弯矩和扭矩时程。

来源：未知发布日期：2019-09-11 14:27【大中小】

本文赛多利斯科学仪器（北京）有限公司基于高宽比10的5种长宽比矩形截面超高层建筑刚性模型高频测力天平试验，并通过振型加速度法计算考虑惯性力项风荷载的高层建筑结构基底恢复力，对高层建筑三维风荷载不同方向风荷载效应极值间相关性进行了系统研究，分析各方向风荷载极值对应的其他方向风荷载的同步值及其概率分布随建筑物截面长宽比的变化规律。在此基础上提出一方向取极值时，其余方向在不同保证率下各长宽比的超高层建筑三维风荷载组合方法。并给出了一组基于极值相关性分析的结构三维风荷载组合系数推荐值。

1试验模型
试验通过使用高频测力天平对高层建筑刚性模型进行测力试验，模型主体为轻质木板，内部填充泡沫支撑，以保证模型质量轻、刚度大，模型几何缩尺比为1:300，底部与铝制连接板固定，铝板固定在高频测力天平上。

2试验方法及数据处理试
赛多利斯科学仪器（北京）有限公司采用6分量高频测力天平，采样频率为500Hz，采样时间为600s。试验时风速仪安装在1m高度处，试验风速设置为7m/s、10m/s和11m/s三种，对应的时间缩尺比分别为1:42、1:60和1:66。高频测力天平得到的数据为风荷载拟静力部分，对得到的每个工况风荷载时程数据进行处理，采用参考文献中提出的振型加速度法，假定结构为线性振型，结构频率根据我国规范取值，计算得到由风荷载拟静力项与惯性力项两部分组成的结构基底恢复力时程，进而研究高层建筑结构三维风荷载效应极值相关性。

3结论
(1）高层建筑风荷载效应在顺风向和横风向、顺风向和扭转向之间相关系数虽然较小，但极值相关性却不可忽略，当一方向风荷载效应取极值时，另一方向的同步比值取值有聚集分布于某一区间的趋势。
(2）高层建筑风荷载效应极值在任意两方向之间，都可能存在较为明显的相关性，在进行风荷载效应组合时应该考虑三维极值相关性的影响。
(3）高层建筑风荷载在一方向取极值时，其余方向风荷载效应同步比值的概率密度与高斯分布存在差异，在横风向或扭转向取极值时，其余方向概率密度与高斯分布可能存在很大差异，呈现出明显的非高斯特性。
(4）超高层建筑三维风荷载效应以某一方向为主向，基于三维风荷载极值相关性进行组合时，不同长宽比截面组合系数存在差异，设计时应考虑建筑物长宽比的影响。
(5）通过概率分析和与日本规范进行对照，当一个方向取极值时，从属方向70%保证率的组合系数推荐值与日本规范结果较为接近。具体工程结构三维风荷载组合系数分析时，可采用此适用分析方法进行评估。

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高频测力天平风洞试验研究

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