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第1章 绪论1

1.1 自然界的风1

1.1.1 风的成因1

1.1.2 风的类型3

1.1.3 风力等级11

1.1.4 风灾害12

1.2 结构风工程15

1.2.1 结构风工程的研究内容15

1.2.2 结构风工程的研究方法16

1.2.3 结构风工程学科的发展18

1.3 本书内容及学习方法20

思考题21

第2章 大气边界层风特性22

2.1 大气边界层22

2.2 平均风速特性23

2.2.1 平均风速剖面23

2.2.2 基本风速26

2.2.3 非标准条件下的基本风速换算29

2.3 脉动风速特性32

2.3.1 湍流强度32

2.3.2 湍流积分尺度33

2.3.3 脉动风速功率谱34

2.3.4 空间相关性37

2.4 极值风速38

思考题39

第3章 风荷载与钝体绕流40

3.1 钝体空气动力学基础40

3.1.1 流体运动描述40

3.1.2 流体控制方程41

3.1.3 Bernoulli方程44

3.2 钝体绕流现象46

3.2.1 边界层与流动分离46

3.2.2 雷诺数效应46

3.2.3 旋涡脱落频率和斯托罗哈数50

3.3 结构风荷载52

3.3.1 平均风荷载52

3.3.2 脉动风荷载58

思考题60

第4章 结构风振响应分析61

4.1 概述61

4.1.1 风致振动的类型61

4.1.2 风振分析方法61

4.2 顺风向随机风振响应分析62

4.2.1 风速谱到风压谱的转换62

4.2.2 风振响应的频域分析方法64

4.2.3 背景响应与共振响应68

4.3 横风向涡激共振响应分析70

4.3.1 横风向涡激振动类型70

4.3.2 横风向涡激共振分析方法71

4.4 驰振与颤振分析76

4.4.1 驰振76

4.4.2 颤振80

4.5 等效静风荷载82

4.5.1 阵风荷载因子法83

4.5.2 惯性力法83

思考题84

第5章 结构抗风设计86

5.1 结构抗风设计基本流程与方法86

5.1.1 风场基本信息确定86

5.1.2 主体结构抗风设计90

5.1.3 围护结构抗风设计94

5.2 高层建筑抗风设计99

5.2.1 抗风设计要求99

5.2.2 静力风效应分析101

5.2.3 顺风向风振分析104

5.2.4 横风向风振分析104

5.2.5 扭转风振分析106

5.2.6 风效应组合108

5.2.7 风振舒适度分析110

5.3 高耸结构抗风设计112

5.3.1 抗风设计要求113

5.3.2 静力风效应分析113

5.3.3 动力风效应分析118

5.4 大跨度屋盖结构抗风设计121

5.4.1 抗风设计要求121

5.4.2 静力风效应分析122

5.4.3 动力风效应分析123

5.5 改善结构抗风性能的措施124

思考题126

第6章 风洞与风洞试验127

6.1 风洞127

6.1.1 基本构成与分类127

6.1.2 风洞发展史129

6.2 相似性理论130

6.2.1 相似准则130

6.2.2 风洞试验中的相似条件确定132

6.2.3 基本试验参数的确定135

6.3 风洞试验技术137

6.3.1 大气边界层风场模拟137

6.3.2 风洞测试设备140

6.3.3 风洞试验设计要点144

思考题152

第7章 计算风工程153

7.1 概述153

7.1.1 计算流体动力学的定义及特点153

7.1.2 计算流体动力学的求解过程153

7.2 控制方程的离散化方法154

7.2.1 有限差分法155

7.2.2 有限体积法158

7.3 湍流模拟方法160

7.3.1 雷诺平均湍流模型161

7.3.2 大涡模拟165

7.4 计算风工程的应用168

7.4.1 计算要点168

7.4.2 计算方法选择与计算条件设定172

7.4.3 计算结果分析175

思考题179

附录1 随机过程基础180

附录2 结构随机振动分析基础194

参考文献204