结构台风灾害:2.5脉动风荷载特性

高层建筑风振包括顺风向风振、横风向风振、扭转风振。在建筑物的表面上产生三种力，顺风向的力FDk，横风向的力FLk及扭力矩TTk，如图2.5-1所示。由风力产生的位移、速度、加速度响应叫结构风效应。通常情况下扭力矩TTk较小，可以忽略不计。顺风向和横风向的结构风效应是计算重点考虑荷载。

顺风向风振是指与来流方向同一方向产生的脉动风振。当垂直于来流的建筑物面积很大，刚性大，顺风向与横风向的点距离很远，顺风向与横风向风脉动效应无相关性，对于整个墙体来说，顺风向与横风向风脉动效应相互耦合，具有相互抵消作用，此时整体上可以忽略风振的影响。对于高层建筑、高耸建筑、大跨度结构等柔性结构，其本身在风荷载作用下产生结构振动，且风速沿多个方向随时产生振动，主要的脉动振动产生在顺风向［11］。因此高度大于30 m且高宽比大于1.5的高柔房屋，其建筑结构自振周期较长，由风引起的结构振动比较明显，应考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响。

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图2.5-1　流经建筑物所产生的力

一般情况下，横风向风振比顺风向风振小，当结构对称时，横风向风振的动力响应可以忽略。对于高层建筑、高耸建筑、塔架、烟囱等结构，横风向作用引起的结构共振包括旋涡脱落、驰振、颤振、扰力振，会引起很大的动力响应，甚至对工程起到主控作用。横风向风振是由不稳定空气动力作用造成的，与结构的截面与雷诺数有关。