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两类典型截面超高层建筑表面风压特性及风致响应研究
随着世界各地城市化进程的不断加速，超高层建筑的应用越来越广泛，但由于其高度和形态的特殊性，需要考虑其受到外界环境因素的影响。其中，风是一种重要的外界环境因素，其对超高层建筑的影响不可忽视。因此，研究超高层建筑表面风压特性及风致响应，对工程设计和风灾防治具有重要的意义。
超高层建筑的表面风压特性存在着两类经典的截面形态，分别为圆形和矩形截面。对于圆形截面，其表面风压特性主要受到周向和径向压力的共同作用。在大气边界层中，周向和径向分布的平均风速呈现不同的分布规律，周向平均风速相对较小，而径向平均风速较大。这意味着在圆形截面建筑表面，从竖向角度看，上方的风速相对较小，而下方的风速相对较大。因此，在设计圆形截面超高层建筑时，要注意在下方设置减小风阻的减速筒，以避免对下方地面及周围环境造成不必要的影响。
对于矩形截面，则需要考虑其不同方向的表面风压特性。研究表明，在大气边界层中，垂直于风向的表面风压大于平行于风向的表面风压。因此，在矩形截面超高层建筑设计时，应选择风向和矩形边长之间的较大值作为建筑的主流方向，以减小建筑遭受垂直于风向的表面风压的影响。
此外，在超高层建筑的设计中，还需要考虑其风致响应。风致响应是指在风力的作用下，建筑结构产生的振动和变形。超高层建筑的高度较大，结构通常是薄壳结构或框架结构，其刚度较小，容易发生弹性塑性变形和疲劳断裂等现象。因此，在超高层建筑的设计过程中，需要考虑建筑的阻尼特性和抗风性能，以保证建筑的风致响应不会对建筑的稳定性和安全性产生不利影响。
总之，超高层建筑表面风压特性及风致响应是超高层建筑设计过程中需要考虑的关键问题。通过深入研究圆形和矩形截面超高层建筑的表面风压特性和风致响应规律，可以为超高层建筑的设计提供重要的参考依据，提高超高层建筑的稳定性和安全性。