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JGJ／T 338-2014 建筑工程风洞试验方法标准(完整扫描、清晰无水印).pdf简介：

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4.1.1风洞是进行建筑工程风洞试验的基础性设备。按照试验 段流速，风洞可分为低速风洞、亚音速风洞、跨音速风洞、超音 速风洞、高超音速风洞和高熔高超音速风洞六种类型，其中适用 于建筑工程风洞试验的为低速风洞（风速范围0m/s135m/s）。 低速风洞按照风洞的气动布局可分为直流吹式风洞、直流吸式风 洞、回流卧式风洞和回流立式风洞。 由于建筑工程通常处于大气边界层中，为能准确获得风荷载 及风致响应特性，必须模拟建筑工程所在场址处的自然风特性， 这就要求风洞具备模拟大气边界层流动特性的功能。因此，本条 文要求风洞按照边界层风洞进行设计，而气动布局则可根据实际

4.1.2风洞设备峻工验收和流场校测是

风洞建设是一项复杂的系统工程。风洞的设计、加工、安装 和调试都应严格执行ISO9000质量管理体系的规定，全过程受 控，有据可查。 验收是风洞峻工后投入正式使用前的最后一个环节，对于确 保风质量意义重大。风洞验收一般在风洞峻工并经过一段时间 的试运行后进行。验收通常采用会议验收和现场验收相结合的方 式，参加验收的包括建设方、设计施工方等相关各方。风洞验收 时，设计施工方应向建设方提供完整的验收文件，通常包括：风 洞技术设计报告、结构和控制设备清单、施工安装质量验收资 料、风洞质量检测报告、各子系统的检验及使用说明书、各子系

为确保试验结果的精准度，应按照国家计量标准或产品供货方的 要求对仪器设备进行定期标检。建立试验设备的使用维护档案， 做到有据可查福建省高速公路施工标准化管理指南(边坡生态恢复)，对于重要的设备故障及维修要进行专项记录。 4.2.3不同类型的风洞试验对设备量程和精度有不同的要求。 通常情况下，为保证试验精度，被测物理量的最大值一般不低于 测试设备量程的5%。一般电子类仪表的精度要优于0.1% F.S.，应变类仪表的精度要优于0.3%F.S.。动态试验根据关 心的频率响应范围不同对设备的频响特性有不同的要求。通常情 况下，测试设备的频响特性要达到被测物理量特征频率的5倍 以上

5.1.1一般来说，结构表面的风荷载受以下几个因素影响：（1) 来流风的特性，包括平均风速、瑞流度、脉动风功率谱和端流积 分尺度等；（2）气流在结构表面分离产生的特征满流，这与结构 的外形密切相关；（3）结构与气流的气动弹性效应。刚性测 玉风洞试验可以考虑第（1）和（2）种因素的影，但由于没有 模拟结构的动力特性，无法考虑气动弹性效应。 因此，刚性测压风洞试验的的制作材料应具有足够 强度，避免被吹坏；弹性模量也应较高，不至于发生明显变形。 而整体应具有足够的刚度和可靠连接，以保证试验不出 现明显振动。 5.1.2刚性测压风洞试验采用风压测量设备测得建筑表面 风压的时空分布规律。在计算结构的整休风荷载时，是将各测点 的风压乘以所属面积，再求积分。为确保积分计算的精度，测点 必须足够密集。 而为了反映风压的局部特性以供围护结构设计时参考，在风 玉变化剧烈的位置（如墙角、屋檐等），测点应适当加密。另外， 当局部结构双面承受风压时（如屋顶的女儿墙、雨篷等），需要 布置双面测点。两面测点应在位置上一一对应。 5.1.3动态风压测量对脉动风压的测量精度有较高要求。脉动 风压在测压管路中的传递会出现畸变，这种畸变随着测压管路长 度的增加而增大。一般来说，当管路较短时，可通过合理的方法 进行修正；但当长度超过1.4m后，修正精度较低，因此通常要 把管路长度控制在1.4m之内。在管路中增加限流器、压扁管 等，可在一定程度上减小信号畸变，在测压试验中应用较多。

研究结果表明，信号畸变可以根据管路系统的压力传递特性 来进行修正。修正常采用频域方法。首先测得不同管长的测压管 路的频响函数，包括幅值和相位差；然后将风洞试验中的风压时 或信号转换为频域信号；再利用频响函数对频域信号进行修正； 最后，将修正后的频域信号转换为时域信号。 信号畸变程度与管路的长度、内径、材质等很多因素有关， 因此，本条文仅规定了当管路对信号脉动特性影响较大时应进行 管路修正，而未给出定量标准。通常做法是在动态风压测量之 前，先行对管路系统频响特性进行测试，获得其频响特征。据此 可以判断管路造成的信号畸变程度，并作出修正。 5.1.4测压管路会出现的气密性问题主要包括两个：漏气和堵 塞。这两种情况均会导致非真实的风压测量信号。气密性检查可 通过输人已知的压力信号，并采用风压测量设备测得输出信号， 比较输人与输出信号来判断测压管路的气密性。 5.1.5为保证风洞试验获得的内部脉动风压系数和实际结构的 值一致，确定试验的内部容积时，需要满足内压的动力 相似。 对于要测量内压的建筑，体积与实际体积的比值为：

计算结果有很大的影响。因此，当数据需用于风振计算时，应保 证单个整体结构上所有测点的风压数据是同步采集或同次扫描采 集得到的，以使所测数据能反映不同位置处的空间相关性。 所谓同步采集，是指所有测点的压力数据都是在同一时刻获 得的，目前常见的压力测量设备均达不到这么高的带宽。风洞试 验室常用的方法是同次扫描采集。即所有测点的压力是在一次测 量中顺序采集的，相邻测点的数据采样间隔约为数十微秒（us）， 单个测点的采样频率可达数百赫兹（Hz）。在这种情况下，不同 测点之间的相位差对结构风振响应影响不明显，也可用于风振 计算。 动态测压试验中的采样频率需根据相似关系换算到原型，其 截止频率应该高于结构风振响应所包含的主要振型频率，以正确 反映结构的动力响应。 5.1.7为方便设计使用测得风压时程后，一般将其转换成无

5.1.7为方使设计使用，测得风压时程后，一般将其转换成无 量纲的风压系数：

式中：Q 体积（m）； L长度（m）; V风速(m/s)。 下标m、P分别代表和实际结构。 考虑到进行风洞试验时，V/V.常大于1，则Qm/Q要大于 按照几何缩尺比确定的体积，因此，需将内部体积扩大。由于模 型本身刚度和内部陈设会影响内压的脉动，因此，在具体实 施时，及扩容装置的材料刚度应尽可能高，与扩容装置 之间的通道应尽可能大，且不宜从内部走管。 5.1.6对结构进行风振计算时，结构表面风压的空间相关性对

围护结构设计时，一般只考虑风压本身的脉动。因此，风洞 试验得到的极值风压经过一定转换可作为围护结构的风荷载标准 值。由于围护结构设计时不需考虑出现风压极值的风向，因而取 各种风向的包络值将较为明确直观。另外，围护结构设计时的风 荷载标准值需要考虑建筑物内压，在试验报告中也需要对此有所 说明

5.2.1一般情况下，试验的主轴和天平主轴并不一致。此 时由天平测量得到的弯矩和扭矩必须进行修正，消除由于主轴不 一致所引起的附加弯矩和扭矩。 5.2.2测力试验包括静态和动态测力。动态测力（即高频测力 天平试验，简称HFFB试验）主要用于高层建筑或高耸结构的 风效应分析。 当高层建筑或高耸结构的基阶振型为一直线时，其广义力和 基底的气动弯矩成正比。 对于水平风力，若结构振型为二之/H，则广义力为：

S()=SA(D//HDI

式中：SM(f) 测量得到气动弯矩的功率谱密度（N"ms）； S(f) 测量得到气动弯矩的功率谱密度修正结果 (N°ms); H(f)12 识别得到的天平系统的机械导纳函数为：

式中：H一一建筑总高度（m)； z;一—第i层建筑高度（m)； F(t)一一第i层建筑风荷载（N)； Ma（t)一—建筑基底弯矩（Nm)。 对于扭转JG／T 572-2019标准下载，其相应广义力可近似表示为：

由上述公式可知，只要测出建筑的基底气动弯矩和扭矩 前提下，就可以计算结构的风振响应。HFFB试验即根据这一原 理，通过测量基底弯矩估算结构的风振响应，故此这类试验 主要适用于基阶振型接近直线的结构。当结构基阶振型与直线形 状差异较大或者高阶振型不可忽略时，不宜采用高频测力天平试

5.2.4本条规定了高频

高频测力天平试验可直接测得基底弯矩和剪力等数据：

图1气动宽矩谱修正前后对比及各参数间关系示意

一阶直线振型的假设前提下，推算结构的响应和等效荷载。本条 强调了报告中的相关试验结果都应换算到原型值，以方便结构设 计人员使用。

5.3气动弹性试验

加速度响应，其产生的信息量不足以全面评估主体结构和围护结 构的风荷载，因此，往往需要与刚性的高频测力天平试验或 测压试验结合使用。 气动弹性试验除应满足刚性试验的相似性要求外， 还需对结构动力特性进行模拟。对于结构体系较为复杂的建筑结 构，在缩尺上模拟原结构的全部动力特性是非常困难的。因 此，在试验前应详细分析各参数对风振响应的影响，从中挑选出 对响应影响最大的主要参数，并在制作过程中满足这些参数 的相似性要求。 根据相似程度的不同，气动弹性又可分为完全气动弹性 、等效气动弹性等不同种类。 5.3.2气动弹性试验中，风和结构的耦合效应不可忽略 而耦合效应的强度随试验风速和结构振动幅度的变化而变化，因 此，必须在一定风速范围进行多级风速试验。 还应注意的间题是，由于雷诺数效应，不同风速下结构表面 的风压系数可能并不相同。这会造成试验结果无法反映流固耦合 的真实情况。因此，试验的风速范围必须选择在风压自准区内进 行，在此范围内结构表面的风压系数不会随风速不同而发生 变化。 5.3.3气动弹性的稳定振动通常滞后于风速条件的改变 风洞试验中，试验风速调整后，要经过一段时间风速才会稳定， 而结构的动力响应则还要再经过一定的时间才会稳定，所以在试 验风速调整后，必须经过一段相对较长的稳定期，比如30s后才 能采集响应信号。 5.3.4气动弹性通常是缩尺试验，应当将试验时的风速和 试验结果按照相似关系换算到原型，以便工程应用。而由于气动 弹性的特殊性，试验报告中还应给出的设计方法和主要

5.3.3气动弹性的稳定振动通常滞后于风速条件的改变。 风洞试验中，试验风速调整后，要经过一段时间风速才会稳定， 而结构的动力响应则还要再经过一定的时间才会稳定，所以在试 验风速调整后，必须经过一段相对较长的稳定期，比如30s后才 能采集响应信号。 5.3.4气动弹性通常是缩尺试验，应当将试验时的风速和 试验结果按照相似关系换算到原型GB∕T 16778-2009 纤维增强塑料结构件失效分析一般程序，以便工程应用。而由于气动 弹性的特殊性，试验报告中还应给出的设计方法和主要 设计参数，以及对气动弹性效应的评价。