考虑弯扭耦合的柔性高层建筑风致响应研究的任务书.docx

考虑弯扭耦合的柔性高层建筑风致响应研究的任务书
任务书
一、研究背景
随着现代城市化的不断推进，高层建筑的建设数量不断增加。同时，全球气候变化也给高层建筑的安全带来了巨大挑战。在高层建筑中，风荷载是最主要的影响因素之一。在复杂的风场中，高层建筑的结构形态、柔性度以及结构系统的耦合状态，会影响建筑的风致响应与风荷载特性。因此，为了保障高层建筑的安全性，对高层建筑的风致响应进行深入的研究非常必要。
柔性高层建筑的风致响应研究，是国际上建筑结构领域的一个前沿研究方向。目前，国内在此方面的研究还比较薄弱。需要针对中国本土核心地区的高层建筑特点，探究其风致响应特点，以期为高层建筑的建设提供可靠的理论依据。
二、研究内容
1.分析柔性高层建筑的风致响应形态，力学特性以及计算方法。
2.探究结构形态对柔性高层建筑风致响应的影响规律。
3.研究柔性高层建筑的耦合特性，评价结构系统的稳定性。
4.对不同结构系统、结构形态及柔性度不同的高层建筑进行模拟计算，并与实际风洞试验数据进行比对和验证。
5.针对中国本土核心地区气候特点，分析柔性高层建筑的设计防风措施，提出建议。
三、研究意义
1.针对柔性高层建筑风致响应特点进行深入了解和研究，为高层建筑结构的设计提供理论指导。
2.加深对柔性高层建筑风致响应与风荷载特性的认识，评估风荷载对结构稳定性的影响，进一步提升高层建筑的安全性。
3.对我国高层建筑设计防风措施提出建议，为高层建筑防风工程提供理论支持和技术指导。
四、研究方法
1.文献研究法，对前人的研究成果进行系统性的梳理。
2.数值模拟法，采用有限元、CFD等方法对柔性高层建筑的风致响应进行数值模拟。
3.实验研究法，通过风洞试验等实验手段，对模拟结果进行验证和修正。
五、研究计划
1.第一阶段（3个月）：文献研究，整理前人的研究资料，并分析柔性高层建筑的风致响应形态、力学特性以及计算方法。
2.第二阶段（12个月）：数值模拟，对结构形态、柔性度等因素对柔性高层建筑风致响应的影响规律进行分析，研究耦合特性以及结构系统的稳定性，并对不同结构系统、结构形态及柔性度不同的高层建筑进行模拟计算。
3.第三阶段（9个月）：实验研究，通过风洞试验对模拟结果进行验证和修正，评估风荷载对结构稳定性的影响。
4.第四阶段（6个月）：综合分析，针对中国本土核心地区气候特点，提出防风措施建议。
六、预期成果
1.柔性高层建筑风致响应形态、力学特性以及计算方法的研究报告。
2.结构形态对柔性高层建筑风致响应的影响规律研究报告。
3.柔性高层建筑的耦合特性及稳定性的研究报告。
4.不同结构系统、结构形态和柔性度的高层建筑风致响应模拟与验证报告。
5.针对中国本土核心地区气候特点的高层建筑防风措施研究报告。
七、经费预算
本研究预算经费60万元，其中：
1.设备费、人员费、材料费和差旅费等直接费用共计50万元。
2.专家咨询费和公共场地租用费等间接费用共计10万元。
八、参考文献
1.Chen,G.,Li,Y.,Huang,Y.,&Li,J.(2015).Astudyonhigh-risebuildingsundertorsion-coupledwindloads.JournalofWindEngineeringandIndustrialAerodynamics,146,173-185.
2.Dong,A.,Zhang,D.,Song,L.,Liu,J.,&He,Y.(2018).Numericalinvestigationofaerodynamicperformanceofahigh-risebuildingwithdifferentexternalshadingdevices.AppliedSciences,8(2),254.
3.Lu,L.,Li,J.,&Wu,J.(2016).Experimentalstudyonwind-excitedresponsesofstructureswithdifferentlateralbracings.ChineseJournalofStructuralEngineering,37(3),40-47.
4.Zhang,S.,&Chen,L.(2014).Effectsofbuilding'saspectratioontheaerodynamicresponsesinducedbywindload.ModernAppliedScience,8(3),283-288.
5.Zhao,Y.,Liu,W.,Wang,L.,&Zhang,B.(2019).Anumericalstudyofwind-inducedvibrationcontrolofasuperhigh-risebuildingwithatunedmassdamper.Jou