§ 2－ 7 风洞试验 （ wind tunnel test）
?简介
?模型种类
?李正良团队所进行的风洞试验
[4]
[4]
[10]
简 介
风是紊乱的随机现象，风对建筑物的作用
十分复杂，规范中关于风荷载值的确定适用于
大多数体型较规则、高度不太大的单幢高层建
筑。目前还没有有效的预测体型复杂、高柔建
筑物风作用的计算方法，而风洞试验是一种测
量大气边界层内风对建筑物作用大小的有效手
段；摩天大楼可能造成很强的地面风，对行人
和商店有很大的影响；当附近还有别的高层建
筑时，群体效应对建筑物和建筑物之间的通道
也会造成危害（如图），这些都可以通过风洞
试验得到对设计有用的数据。
我国现行, 混凝土高规, 规定有下列
情况之一的建筑物，宜按风洞试验确定风
荷载：
? 高度大于 200m；
? 高度大于 150m，且平面形状不规则、立面形状
复杂，或立面开洞、连体建筑等；
? 规范或规程中没有给出风载荷体型系数的建筑物；
? 周围地形和环境复杂，邻近有高层建筑时，宜考
虑互相干扰的群体效应，一般可将单个建筑物的
体型系数乘以相互干扰增大系数，缺乏该系数时
宜通过风洞试验得出。
简 介
此外，加拿大的达文波特（ Davenport）首次
提出舒适度与房屋顶层加速度关系。现在有一些
计算建筑物顶层加速度的经验公式，但是常常还
需要通过风洞试验确定。
建筑物的风洞试验要求在风洞中能实现大气
边界层内风的平均风剖面、紊流和自然流动，即
能模拟风速随高度的变化，大气紊流纵分量与建
筑物长度尺寸应具有相同的相似常数。一般来说，
风洞尺寸达到宽为 2～ 4m、高为 2～ 3m、长为 5～
30m时可满足要求。同时，风洞试验必须有专门
的风洞设备，模型制作也有特殊要求，量测设备
和仪器也是专门的。
简 介
模型种类
?刚性压力模型
?气动弹性模型
?刚性高频力平衡模型
此模型最常用，建筑模型的比例大约 1,300～ 1：
500，一般采用有机玻璃材料，建筑模型本身、周
围建筑物模型、以及地形都应与实物相似，与风洞
流动有明显关系的特征如建筑外形、突出部分都应
在模型中正确模拟。模型上布置大量直径为 1.5mm
的测压孔，有时多达 500～ 700个，在孔内安装压
力传感器，试验时可量测各部分表面上的局部压力
或吸引，传感器输出电信号，通过采集数据仪器自
动扫描记录并转换为数字信号，有计算机处理数据，
从而得到结构的平均压力和波动压力的量测值。风洞试验一次需持续 60s左右，相应时间为 1h。
这种模型是目前在风洞试验中应用最多的模
型，主要是量测建筑物表面的风压力（吸力），以
确定建筑物的风荷载，用于结构和维护构件的设计。
?刚性压力模型
“珠江帆影”高层建筑群风洞试验 [11]
此模型则可更精确的考虑结构的柔度和
自振频率、阻尼的影响，因此不仅要求模
拟几何，还要求模拟建筑物的惯性矩、刚
度和阻尼特性。对于高宽比大于 5的、需要
考虑舒适度的高柔建筑采用这种模型更为
合适。但这类模型的设计和制作比较复杂，
风洞试验时间也长，有时采用刚性高频力
平衡模型代替。
?气动弹性模型
该模型是将一个轻质材料的模型
固定在高频反应的力平衡系统上，也
可得到风产生的动力效应，但是它需
要有可能模拟结构刚度的基座杆及高
频力平衡系统。
?刚性高频力平衡模型
? 菜园坝大桥（已完成）
? 朝天门大桥
李正良团队风洞试验
?简介
?模型种类
?李正良团队所进行的风洞试验
[4]
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[10]
简 介
风是紊乱的随机现象，风对建筑物的作用
十分复杂，规范中关于风荷载值的确定适用于
大多数体型较规则、高度不太大的单幢高层建
筑。目前还没有有效的预测体型复杂、高柔建
筑物风作用的计算方法，而风洞试验是一种测
量大气边界层内风对建筑物作用大小的有效手
段；摩天大楼可能造成很强的地面风，对行人
和商店有很大的影响；当附近还有别的高层建
筑时，群体效应对建筑物和建筑物之间的通道
也会造成危害（如图），这些都可以通过风洞
试验得到对设计有用的数据。
我国现行, 混凝土高规, 规定有下列
情况之一的建筑物，宜按风洞试验确定风
荷载：
? 高度大于 200m；
? 高度大于 150m，且平面形状不规则、立面形状
复杂，或立面开洞、连体建筑等；
? 规范或规程中没有给出风载荷体型系数的建筑物；
? 周围地形和环境复杂，邻近有高层建筑时，宜考
虑互相干扰的群体效应，一般可将单个建筑物的
体型系数乘以相互干扰增大系数，缺乏该系数时
宜通过风洞试验得出。
简 介
此外，加拿大的达文波特（ Davenport）首次
提出舒适度与房屋顶层加速度关系。现在有一些
计算建筑物顶层加速度的经验公式，但是常常还
需要通过风洞试验确定。
建筑物的风洞试验要求在风洞中能实现大气
边界层内风的平均风剖面、紊流和自然流动，即
能模拟风速随高度的变化，大气紊流纵分量与建
筑物长度尺寸应具有相同的相似常数。一般来说，
风洞尺寸达到宽为 2～ 4m、高为 2～ 3m、长为 5～
30m时可满足要求。同时，风洞试验必须有专门
的风洞设备，模型制作也有特殊要求，量测设备
和仪器也是专门的。
简 介
模型种类
?刚性压力模型
?气动弹性模型
?刚性高频力平衡模型
此模型最常用，建筑模型的比例大约 1,300～ 1：
500，一般采用有机玻璃材料，建筑模型本身、周
围建筑物模型、以及地形都应与实物相似，与风洞
流动有明显关系的特征如建筑外形、突出部分都应
在模型中正确模拟。模型上布置大量直径为 1.5mm
的测压孔，有时多达 500～ 700个，在孔内安装压
力传感器，试验时可量测各部分表面上的局部压力
或吸引，传感器输出电信号，通过采集数据仪器自
动扫描记录并转换为数字信号，有计算机处理数据，
从而得到结构的平均压力和波动压力的量测值。风洞试验一次需持续 60s左右，相应时间为 1h。
这种模型是目前在风洞试验中应用最多的模
型，主要是量测建筑物表面的风压力（吸力），以
确定建筑物的风荷载，用于结构和维护构件的设计。
?刚性压力模型
“珠江帆影”高层建筑群风洞试验 [11]
此模型则可更精确的考虑结构的柔度和
自振频率、阻尼的影响，因此不仅要求模
拟几何，还要求模拟建筑物的惯性矩、刚
度和阻尼特性。对于高宽比大于 5的、需要
考虑舒适度的高柔建筑采用这种模型更为
合适。但这类模型的设计和制作比较复杂，
风洞试验时间也长，有时采用刚性高频力
平衡模型代替。
?气动弹性模型
该模型是将一个轻质材料的模型
固定在高频反应的力平衡系统上，也
可得到风产生的动力效应，但是它需
要有可能模拟结构刚度的基座杆及高
频力平衡系统。
?刚性高频力平衡模型
? 菜园坝大桥（已完成）
? 朝天门大桥
李正良团队风洞试验
