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8，5 橫風(fēng)向和扭轉(zhuǎn)風(fēng)振8.5,1。判斷高層建筑是否需要考慮橫風(fēng)向風(fēng)振的影響這一問題比較復(fù)雜,一般要考慮建筑的高度 高寬比，結(jié)構(gòu)自振頻率及阻尼比等多種因素,并要借鑒工程經(jīng)驗(yàn)及有關(guān)資料來判斷，一般而言。建筑高度超過150m或高寬比大于5的高層建筑可出現(xiàn)較為明顯的橫風(fēng)向風(fēng)振效應(yīng),并且效應(yīng)隨著建筑高度或建筑高寬比增加而增加 細(xì)長圓形截面構(gòu)筑物一般指高度超過30m且高寬比大于4的構(gòu)筑物。8,5,2 8 5。3。當(dāng)建筑物受到風(fēng)力作用時(shí) 不但順風(fēng)向可能發(fā)生風(fēng)振。而且在一定條件下也能發(fā)生橫風(fēng)向的風(fēng)振，導(dǎo)致建筑橫風(fēng)向風(fēng)振的主要激勵(lì)有、尾流激勵(lì)，旋渦脫落激勵(lì)、橫風(fēng)向紊流激勵(lì)以及氣動(dòng)彈性激勵(lì).建筑振動(dòng)和風(fēng)之間的耦合效應(yīng)。其激勵(lì)特性遠(yuǎn)比順風(fēng)向要復(fù)雜.對(duì)于圓截面柱體結(jié)構(gòu)、若旋渦脫落頻率與結(jié)構(gòu)自振頻率相近、可能出現(xiàn)共振,大量試驗(yàn)表明。旋渦脫落頻率fs與平均風(fēng)速v成正比 與截面的直徑D成反比 這些變量之間滿足如下關(guān)系,其中 St是斯脫羅哈數(shù)、其值僅決定于結(jié)構(gòu)斷面形狀和雷諾數(shù)。雷諾數(shù)、可用近似公式Re,69000vD計(jì)算 其中.分母中v為空氣運(yùn)動(dòng)黏性系數(shù),約為1 45，10 5m2,s,分子中v是平均風(fēng)速 D是圓柱結(jié)構(gòu)的直徑 將影響圓截面柱體結(jié)構(gòu)的橫風(fēng)向風(fēng)力和振動(dòng)響應(yīng) 當(dāng)風(fēng)速較低 即Re,3,105時(shí),St.0 2、一旦fs與結(jié)構(gòu)頻率相等.即發(fā)生亞臨界的微風(fēng)共振，當(dāng)風(fēng)速增大而處于超臨界范圍.即3、105。Re.3。5 106時(shí) 旋渦脫落沒有明顯的周期。結(jié)構(gòu)的橫向振動(dòng)也呈隨機(jī)性,當(dāng)風(fēng)更大,Re。3.5，106。即進(jìn)入跨臨界范圍,重新出現(xiàn)規(guī)則的周期性旋渦脫落、一旦與結(jié)構(gòu)自振頻率接近。結(jié)構(gòu)將發(fā)生強(qiáng)風(fēng)共振 一般情況下 當(dāng)風(fēng)速在亞臨界或超臨界范圍內(nèi)時(shí)、只要采取適當(dāng)構(gòu)造措施.結(jié)構(gòu)不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重問題。也就是說.即使發(fā)生亞臨界微風(fēng)共振或超臨界隨機(jī)振動(dòng) 結(jié)構(gòu)的正常使用可能受到影響 但不至于造成結(jié)構(gòu)破壞,當(dāng)風(fēng)速進(jìn)入跨臨界范圍內(nèi)時(shí),結(jié)構(gòu)有可能出現(xiàn)嚴(yán)重的振動(dòng) 甚至于破壞 國內(nèi)外都曾發(fā)生過很多這類損壞和破壞的事例.對(duì)此必須引起注意,規(guī)范附錄H 1給出了發(fā)生跨臨界強(qiáng)風(fēng)共振時(shí)的圓形截面橫風(fēng)向風(fēng)振等效風(fēng)荷載計(jì)算方法、公式，H，1,1，1.中的計(jì)算系數(shù)λj是對(duì)j振型情況下考慮與共振區(qū)分布有關(guān)的折算系數(shù)、此外.應(yīng)注意公式中的臨界風(fēng)速vcr與結(jié)構(gòu)自振周期有關(guān) 也即對(duì)同一結(jié)構(gòu)不同振型的強(qiáng)風(fēng)共振 vcr是不同的,附錄H 2的橫風(fēng)向風(fēng)振等效風(fēng)荷載計(jì)算方法是依據(jù)大量典型建筑模型的風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果給出的.這些典型建筑的截面為均勻矩形。高寬比.H 和截面深寬比 D，B。分別為4,8和0、5、2、試驗(yàn)結(jié)果的適用折算風(fēng)速范圍為vHTL1，10。大量研究結(jié)果表明。當(dāng)建筑截面深寬比大于2時(shí).分離氣流將在側(cè)面發(fā)生再附,橫風(fēng)向風(fēng)力的基本特征變化較大、當(dāng)設(shè)計(jì)折算風(fēng)速大于10或高寬比大于8 可能發(fā)生不利并且難以準(zhǔn)確估算的氣動(dòng)彈性現(xiàn)象，不宜采用附錄H.2計(jì)算方法 建議進(jìn)行專門的風(fēng)洞試驗(yàn)研究。高寬比H 在4,8之間以及截面深寬比D B在0,5，2之間的矩形截面高層建筑的橫風(fēng)向廣義力功率譜可按下列公式計(jì)算得到、式中。fp，橫風(fēng)向風(fēng)力譜的譜峰頻率系數(shù) NR、地面粗糙度類別的序號(hào),對(duì)應(yīng)A、B，C和D類地貌分別取1.2.3和4,Sp,橫風(fēng)向風(fēng)力譜的譜峰系數(shù)，βk。橫風(fēng)向風(fēng)力譜的帶寬系數(shù),γ。橫風(fēng)向風(fēng)力譜的偏態(tài)系數(shù),圖H.2 4給出的是將H 6。0代入該公式計(jì)算得到的結(jié)果 供設(shè)計(jì)人員手算時(shí)用.此時(shí)、因取高寬比為固定值 忽略了其影響，對(duì)大多數(shù)矩形截面高層建筑.計(jì)算誤差是可以接受的 本次修訂在附錄J中增加了橫風(fēng)向風(fēng)振加速度計(jì)算的內(nèi)容，橫風(fēng)向風(fēng)振加速度計(jì)算的依據(jù)和方法與橫風(fēng)向風(fēng)振等效風(fēng)荷載相似，也是基于大量的風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果，大量風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果表明 高層建筑橫風(fēng)向風(fēng)力以旋渦脫落激勵(lì)為主 相對(duì)于順風(fēng)向風(fēng)力譜 橫風(fēng)向風(fēng)力譜的峰值比較突出.譜峰的寬度較小、根據(jù)橫風(fēng)向風(fēng)力譜的特點(diǎn)。并參考相關(guān)研究成果 橫風(fēng)向加速度響應(yīng)可只考慮共振分量的貢獻(xiàn),由此推導(dǎo)可得到本規(guī)范附錄J橫風(fēng)向加速度計(jì)算公式。J，2、1,8.5、4 8 5。5 扭轉(zhuǎn)風(fēng)荷載是由于建筑各個(gè)立面風(fēng)壓的非對(duì)稱作用產(chǎn)生的,受截面形狀和湍流度等因素的影響較大、判斷高層建筑是否需要考慮扭轉(zhuǎn)風(fēng)振的影響，主要考慮建筑的高度,高寬比。深寬比。結(jié)構(gòu)自振頻率、結(jié)構(gòu)剛度與質(zhì)量的偏心等因素.建筑高度超過150m、同時(shí)滿足的高層建筑 TT1為第1階扭轉(zhuǎn)周期。s.扭轉(zhuǎn)風(fēng)振效應(yīng)明顯 宜考慮扭轉(zhuǎn)風(fēng)振的影響,截面尺寸和質(zhì)量沿高度基本相同的矩形截面高層建筑。當(dāng)其剛度或質(zhì)量的偏心率,偏心距?；剞D(zhuǎn)半徑,不大于0.2、且同時(shí)滿足D。B在1 5。5范圍，可按附錄H.3計(jì)算扭轉(zhuǎn)風(fēng)振等效風(fēng)荷載，當(dāng)偏心率大于0，2時(shí) 高層建筑的彎扭耦合風(fēng)振效應(yīng)顯著,結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)規(guī)律非常復(fù)雜,不能直接采用附錄H,3給出的方法計(jì)算扭轉(zhuǎn)風(fēng)振等效風(fēng)荷載.大量風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果表明。風(fēng)致扭矩與橫風(fēng)向風(fēng)力具有較強(qiáng)相關(guān)性,當(dāng)兩者的耦合作用易發(fā)生不穩(wěn)定的氣動(dòng)彈性現(xiàn)象。對(duì)于符合上述情況的高層建筑.建議在風(fēng)洞試驗(yàn)基礎(chǔ)上 有針對(duì)性地進(jìn)行專門研究 8.5、6、高層建筑結(jié)構(gòu)在脈動(dòng)風(fēng)荷載作用下。其順風(fēng)向風(fēng)荷載.橫風(fēng)向風(fēng)振等效風(fēng)荷載和扭轉(zhuǎn)風(fēng)振等效風(fēng)荷載一般是同時(shí)存在的,但三種風(fēng)荷載的最大值并不一定同時(shí)出現(xiàn) 因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)按表8.5.6考慮三種風(fēng)荷載的組合工況、表8、5，6主要參考日本規(guī)范方法并結(jié)合我國的實(shí)際情況和工程經(jīng)驗(yàn)給出，一般情況下順風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)與橫風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)的相關(guān)性較小、對(duì)于順風(fēng)向風(fēng)荷載為主的情況，橫風(fēng)向風(fēng)荷載不參與組合，對(duì)于橫風(fēng)向風(fēng)荷載為主的情況.順風(fēng)向風(fēng)荷載僅靜力部分參與組合。簡化為在順風(fēng)向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值前乘以0.6的折減系數(shù),雖然扭轉(zhuǎn)風(fēng)振與順風(fēng)向及橫風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)之間存在相關(guān)性，但由于影響因素較多、在目前研究尚不成熟情況下、暫不考慮扭轉(zhuǎn)風(fēng)振等效風(fēng)荷載與另外兩個(gè)方向的風(fēng)荷載的組合