外文翻译--准静态风荷载组合对低层建筑与中层建筑的作用（译文）

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1、PDF外文：http:/ 1 中文 6466 字  出处： Tamura Y, Kikuchi H, Hibi K. Quasi-static wind load combinations for low- and middle-rise buildingsJ. Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, 2003, 91(s 1215):1613-1625. 外文翻译  准静态风荷载组合对低层建筑与 中层 建筑的作用  Y. Tamuraa,*, H. Kikuchib, K. Hibib

2、 Tokyo Polytechnic University, 1583 Iiyama, Atsugi,Kanagawa 243-0297, Japan  Research Institute of Technology, Shimizu Corporation, 3-4-17, Etchujima，  Koto-ku,  Tokyo 135-8530, Japan  摘要： 为了检查风荷载组合，测量表面压力波动这一措施被用在四个平屋顶式的矩形或方形建筑模型方案当中。 脉动压力集中作用在建筑模型所有的曲面 上，得到的结果是作用于框架上的 沿风力、 &nbs

3、p;跨风力、  垂直力、  沿风产生的倾覆力矩、  跨风产生的倾覆力矩和倾扭力矩。检验了最大风作用力组合和其他同时观测到的风作用力组合，而且在基于绝对值的相关性、相平面表达式的基础上，一些关于风荷载作用组合的有趣事实也拿来被讨论。为了直接检查风荷载的组合效应，检验了简单框架模型的各列成员的最大正应力。  关键词：低层建筑；准静态风荷载；顺风力；垂直风向力；扭矩；荷载组合；风力相关性；内力；正应力   1.介绍  捕获最大风力的必要性最开始是由达文波特作为阵风系数而介绍引入的的。在最大 风荷载效应概念的基础上，达文波特首先论述了作用在低

4、高层建筑上的风荷载效应的可靠性，并提出了一些重要的评估因素。他的论文强调了更为尖端的估算风荷载对低层建筑的作用的重要性。维克利等也论述了关于在 艾尔斯伯里试验的低层房屋中原物尺寸与风洞的联系。何等人论述了现实中的环境对各种低层建筑形式上的风荷载的作用。  整合一建筑物所有表面上的风压力，结果得到作用在其框架上的 沿风力、  跨风力、  垂直力、  沿风产生的倾覆力矩、  跨风产生的倾覆力矩和扭力矩。为了反映建筑物结构设计中的实际最大荷载效应，应考虑这些风荷载效应分支的组合 。然而，风荷载组合效应尚未得到充分研究。尽管沿风力和跨风力荷载的组合已经

5、被考虑了，例如墨尔本大学的维克利、巴苏、索拉里和帕格尼尼主要对高层建筑和结构物的表现进行研究。  被人熟知的常识是沿风作用力的波动是由接近建筑物的涡流所产生的，但跨风力和扭力矩波动的主要原因是涡流脱落。因此，人们认为跨风力和扭力矩也是 2 相关的，但是沿风力与另外两个风荷载是不相关的。因此，在低、中层建筑物的设计中，建筑物对沿风力作用的反应一般占据主导地位，而这些风荷载的组合往往被忽略。  AS1170.2 给出了一个某一某一时刻外力矢量峰值的公式 ， 它假定 当两端的平均风反应力等于零并且横风向的动态反应小于或等于沿风向的反应时，基底弯矩峰值等同于顺风时刻的峰值。给出了作

6、用在高度超过 60 英尺的建筑物上的简单风荷载组合，其上 75%的沿风 荷载和相等的荷载值被应用在相同的跨风方向，而扭矩荷载也作为其先前的版本被吸纳在报告当中。但很少有报告关于风荷载组合作用于低、中层建筑上的数据。  本文章论述了作用于低、中层建筑模型上的最高级别准静态风荷载组合。它检验了各列框架模型上的风荷载峰值应力，以评估刚性建筑物上的风荷载组合作用。  2.风压力数据  如表 1所示， 在两个不同的 剪切湍流流动中分别测试两个方形或矩形的低层建筑模型和中层建筑模型。 剪切湍流流的几何尺度被设定在 1/250，而且市区风的平均风速剖面幂指数 为 1/4，开阔的

7、乡村地带的风的平均 风速剖面幂指数 为 1/6。 模型尺寸如表  1 所示 。风向是垂直于墙壁的。 测压孔被均匀分布在模型表面，如图  1 所示。 风速在模型的顶部是各不相同的， 从  10.9 到  14.1 m/s， 并且 时间尺度从  1/109 至  1/178 不等 。 脉动风模型表面的压力每  0.00128 s会全部同时被采样。 对  表 1  风洞模型和涡流  模型 (mm)  宽  (mm) 长  (mm) 高  (mm) 低层 , 方形

8、  LS 200 200 50 低层 , 矩形  LR 170 120 50 中层 , 方形  MS 200 200 200 中层 , 矩形  MR 200 100 200 涡流  尺寸   幂指数    1/250  a= 1/6， 14     3  图 1 风洞模型  于低层建筑模型， 对幂指数分别为 1/4和 1/6的湍流，在十分钟长度满量程转换中各分析了的 154个和 110个样品。对于中层建筑模型，各分析了 28个和 7个样品。 压力测量系统的增益和 相

9、位特性 会数字化补偿油管的影响。  顺便 说明， 对于低层建筑模型，分析了大量的样本 ， 因为它也是为了用于检验全部的 平均瞬时压力模式导致 的 极端风荷载 作用。  3.准静风荷载 作用力  脉动压力 被整合用以获得准静态风荷载作用力 FD 和 FL；垂直升降力 FT，地基倾覆力矩 MD 和 ML，以及地基扭转力矩 MT。根据高度等的 平均流速压力 qH，上述数据都以非三维的形式表示，沿风作用力系数 CD 等于 FD 除以 qHBH，跨风力系数 CL等于 FL除以 qHBH，而且扭转弯矩系数 CMT在风向是零度时等于 MT除以 qHBHR，此处 R 等于（ B2

10、+D2） 1/2 再除以 2。当一简单框架中一列的各个拐角已假定时，上述 几个风力系数，对于沿风方向下、跨风方向和垂直对角线方向下一列矢量荷载效应（剪力，弯矩）是各自按照比例的。因此， 这三个量可以直接比较 。由于沿风弯矩和跨风弯矩仅是按比例对应于沿风组合 FD 标量和以及跨风组合 FL 标量和而非矢量的总和，故在节选的一列成员上最大正应力值要加以强调。  4.地基准静态荷载效应组合  图  2 显示 的是一份在满量程变化中十分钟样本的三种风力组合的时间变化的例子。因为本文中论述的瞬时风作用力组合是根据好几点脉动压力的空间组合得到的，空间场的影 响消除了随机的噪音以及风作用力的范围显示其从合理平稳顺利过渡到一个高频区域。即其中一个风作用力的最大值。 CD， CL 和 CMT，被选中而且其他两个同时记录下来的风作用力被录用了。当沿风力的最大值 CD max 在tD 这一时刻被记录下来， CL 或 CD max 中某些较大数值也被记录下来。当扭矩的