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浅谈风荷载对高层建筑结构的影响

Ontheinfluenceofwindloadonhigh-risebuildingstructure

摘要：随着经济的发展，近年来高层建筑尤其是体型复杂的超高层建筑得到了蓬勃的发展。高层建筑如今

已经成为世界上的建筑主流，它是一个国家建筑发展水平和经济实力的集中体现。通过研究建筑结构抗风

的理论基础，我们知道风荷载对高层建筑物的影响是不可忽视的，如何解决高层建筑结构风荷载的问题，

提出建筑结构的抗风加固方法，是建筑科学发展的核心地位。

Abstract:Withthedevelopmentofeconomy,inrecentyears,high-risebuildings,especiallythecomplexsuper

high-risebuildingshavebeenbooming.Nowadays,high-risebuildingshavebecomethemainstreamof

architectureintheworld,whichistheconcentratedembodimentofthedevelopmentlevelandeconomicstrength

ofacountrysarchitecture.Bystudyingthetheoreticalbasisofthewindresistanceofbuildingstructures,weknow

thattheinfluenceofwindloadonhigh-risebuildingscannotbeignored.

关键字：风荷载，高层建筑结构，影响，理论基础，加固。

Keywords:windload,high-risebuildingstructure,influence,theoreticalbasis,reinforcement

1.风荷载的形成

风荷载也称风的动压力，是空气流动对工程结构所产生的压力。风荷载是空气流动形成的，对建筑物

的作用是不规则的风荷载实际上是一种随机可变活荷载，但不同于一般活荷载。风荷载与基本风压、地形、

地面粗糙度、距离地面高度，及建筑体型等诸因素有关。风对建筑物的影响不仅仅是风声，主要是风荷载

对水平位移的影响。风荷载是超高层建筑的主要控制荷载，气流经过高耸结构物会产生明显的三维风荷载

效应，即顺风向、横风向和扭转风荷载，从而引起结构在三个方向的振动。高层建筑三维风荷载形成机理

复杂，影响因素众多，目前大多数的研究都集中于矩形等少数规则平面的高层建筑，而对复杂体型高层建

筑的风荷载则较少涉及。

风是一种自然现家，是相对于静止的地面由于大气温度不均匀分布产生的一种运动。在我们日常生活

中，常被提到的有台风、龙卷风以及热带气旋。中国在全世界范围之内属于风灾发生频繁的国度之-，经常

[1]

风起东南沿海地带，逐渐向内地发展延伸，已发生的风灾对于人民的经济产生巨大的损失。在我国古代

典籍中就有风灾害的记载。《汉书》中有:“汉文帝二年(公元前178年)六月，淮南王都寿春大风毁民室，

杀人”。唐代大诗人杜甫也写过“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅”的诗句。形象地描绘了风疾屋摧的

景况。据联合国上世纪九十年代的有关统计，人类所遭遇的各种自然灾害中，风灾造成的经济损失超过地

震、水灾、火灾等其它灾害的总和。尤其是台风、龙卷风以及强对流天气造成大量的人员伤亡，大面积农

田被淹没，大量房屋被毁坏，电力与交通中断。例如1991年4月的印度洋台风引起孟加拉国海啸，造成

了13.8万人死亡；2005年8月侵袭美国南部的卡特里娜飓风约造成812亿美元损失和1800多人死亡。近

年来，在我国沿海登陆的台风造成年平均约260亿元人民币的经济损失和约570人死亡。

高层建筑物周围风环境的状况是由靠近地面的流动风(简称近地风)所决定的，近地风的形态结构如湍

流度、旋涡尺寸等以相当复杂的形式依赖于建筑物的尺度、外形、建筑物之间相对位置以及周围的地形

地貌等，不同时间、不同空间的风速、风向是不同的。可见，空气绕过建筑物的流动是一个非常复杂的流

体运动现象，其流动特征具有明显的紊乱性、随机性，对行人的舒适程度的最响