龙卷风是一种大型气旋流动,具有很强的破坏力,是抗风减灾工程中重点防范对象之一。现有龙卷风研究多集中于低矮建筑或输电线塔等结构,对作用于城市高层建筑结构的龙卷风流动特征及气动力响应还认识不清。该文采用大涡模拟开展了龙卷风数值风场模拟,与文献提供的龙卷风风洞实验结果进行了校核,获得了实验室尺度下龙卷风冲击高层建筑的风荷载特征和规律。进一步针对全尺寸条件下 F2 级龙卷风冲击不同尺度和形状的高层建筑流场开展模拟,分析其流场特点和气动载荷响应特征,揭示了龙卷风冲击不同尺度和形状的高层建筑流场差异和气动荷载产生机理。

作为一种外形新颖的典型风敏感结构,直筒-锥段型钢结构冷却塔表面风荷载随机分布特性亟待研究。以国内拟建最高的某新型直筒-锥段型钢结构冷却塔(塔高189 m)为例,采用大涡模拟(Large eddy simulation,LES)方法对其进行风场数值模拟,获取了直筒和锥段两部分结构的外表面三维气动力时程。将平均和脉动风压系数分别与相关规范及国内外冷却塔实测及风洞试验结果进行对比,验证了数值模拟方法的有效性。进而提炼出此类直筒-锥段型钢结构冷却塔外表面平均、脉动和极值风荷载以及阻力系数等气动参数分布规律。最终给出了此类新型的直筒-锥段型钢结构冷却塔结构平均和极值风压估算公式及其分布曲线。

高杆灯基座紧固地脚螺栓抗风荷载时承受能力的计算，一般是先提出假设的地脚螺栓的允许直径，再以这种螺栓在不控制预紧力的条件下所承受的静荷载时的轴向拉力加以验算。这里必须先计算出高杆灯所在地区有可能经受到的其最大风荷载为准则（注）。

为获得窑尾塔架在实际风场下的真实风荷载,本文通过风洞实验对水泥厂窑尾塔架在大气边界层流场中的风荷载进行了研究,并详细介绍了风洞试验中的风场模拟、模型设计、测量方法和数据处理方法。试验结果合理可靠。本研究为实际窑尾塔架的结构设计提供了更真实的风载系数并为水泥厂窑尾塔架的优化设计,减少工程造价提供了详实的依据。

一直以来,桥上车辆在横风作用下的侧翻事故屡见不鲜。以风荷载作用下在桥上行驶的大货车为研究对象,采用CFD数值模拟的方法,研究了各项气动力系数对行车安全性的影响。研究结果表明影响车辆侧翻安全的主要是气动侧翻力矩与气动侧力,气动升力的影响十分有限;影响车辆侧滑安全的主要是气动侧力。因此,行车临界风速主要归结于气动侧翻力矩系数的与气动侧力系数的大小。

弧形索塔造型美观,常应用于独塔斜拉桥中,但索塔施工过程受力复杂,线形控制难度大,受风荷载、温度荷载等因素影响大。本文以某拱门型索塔斜拉桥为工程背景,探究索塔施工过程中风荷载对索塔结构的静力效应及梁柱效应。利用MIDAS有限元软件,建立力学模型,对有无风荷载在索塔施工过程中对结构应力、位移的影响,并运用P-Δ分析控制。计算表明,主动横撑位置处首先出现拉应力且逐渐增至最大,横向静风荷载作用下相比无风荷载作用,最大拉应力增加了35.80%,成塔后位移增大了95.98%。考虑梁柱效应后,索塔的内力和位移的变化量很小。结果表明,静风荷载对索塔施工阶段内力及位移影响很大,风荷载作用下梁柱效应对混凝土索塔的影响可忽略不计。

分析井架的抗风能力对井架安全性评价具有重意义。在井架结构风荷载计算的理论基础上,建立桅形井架模型,并对桅形井架在最大钩载工况下背风、侧风、45°风时的安全性进行有限元计算分析。分析结果表明：井架在最大钩载工况各风荷载作用下最大位移均发生在井架顶部,应力最大值位置则是变化的;井架在承受最大钩载背风、45°风时均满足强度要求,且后立柱具有较高的强度储备,可减小后立柱的截面尺寸以优化结构;在侧风时最小安全系数为1.59,小于API Spec 4F规定的许用安全系数1.67,因此建议对井架结构薄弱位置进行加固。

风荷载是脚手架抗风计算的主要设计荷载之一,对脚手架进行风速时程模拟可以更直观准确地了解脉动风作用下脚手架的动力特性。在考虑脚手架节点间风速时程的时间和空间相关性的基础上,选用Davenport谱和线性滤波法中的自回归(Auto-Regressive,AR)模型推导出四阶AR模型的参数表达式来模拟脚手架的风速时程。通过比较模拟风速功率谱与目标风速功率谱的吻合程度,实现了脚手架风速时程的精确模拟。对所得到的风荷载时程曲线进行分析,为实际工程中脚手架的风振分析提供了参考依据。

提出了一种针对网状结构天线反射面风荷载的计算方法,并通过有限元软件对天线反射面模型进行了风荷载受力分析，得出天线反射面的应力和变形,验证了这种方法的合理性。

近年来,随着经济的发展,人们对建筑物的各方面提出了更高的要求。其中风对建筑的影响是不可忽略的,尤其对大型建筑,如桥梁等大跨度结构。也由此建立了结构抗风的研究。本文经理论推导,得出在假设空气静止、结构振动时,空气对结构的作用与结构振动速度的平方成正比,比例系数为空气密度与阻力系数的乘积,即 。为了验证理论结论的正确性,本文设计了一项单摆实验测量其在摆动过程位移的衰减规律,借助MATLAB计算软件进行单摆运动的理论研究,绘制并对比规律曲线。通过对理论分析与实验对比,说明结构振动时的风载取值应当考虑时间因素,建议可按本文所推导公式选取荷载取值。本文的分析结果可为桥梁、大跨结构及高层等设计的风荷载取值提供参考。