风洞测试和形状修改有助于建立更高的结构
耸立在最高层的哈利法塔已经将摩天大楼的21世纪意义重新定义为世界上最高的建筑。 位于阿拉伯联合酋长国(阿拉伯联合酋长国)人口最多的城市迪拜的波斯湾东南沿海,距离这座2716.5英尺(828米)的建筑物很快成为世界上最知名的建筑之一。 Burj Khalifa是一个混合型高层,拥有超过900个私人住宅公寓,304间客房的酒店,以及塔楼上层的众多企业套房。
相片
挑战
由于预计风荷载和风力运动对这个高大而细长的建筑物的结构设计至关重要,因此我们在设计过程的早期进行了咨询。 Burj Khalifa的核心设计为捆绑管,其固有的强度和稳定性选择了一种方法,采用了专门用于“混淆风”的Y形计划。
除了通常与非常高的建筑物相关的运动相关的关注之外,原始设计基于一个建筑物几乎不那么高,在概念上与最终产品相似,但距离大约984英尺(300米)较短。 当项目目标改变时,基于原始设计的施工已经开始。 我们的任务是设法减少风荷载对建筑基础的影响,使建筑的高度更大。
我们的方法
塑造研究
使用高频力平衡的早期风力测试为初始设计提供了初步设计的风荷载信息,这些信息占涡轮脱落对建筑物的侧风效应,提供了与设计团队共享的洞察力,从而导致塔架的成型。随着塔式几何演化,我们在风洞中进行了早期的研究,并进行了额外的风洞试验。这项测试使我们能够快速评估团队重塑工作的有效性,因为我们致力于尽量减少风力影响并适应客户的变化。通过改变挫折的数量和间距,除了其他的形状修改之外,通过鼓励在塔的高度上不同步的涡流脱落,可以大大减少塔上的风力。
会议风气候
我们还彻底分析了如何改变建筑物的方向会改变风力影响。这涉及根据当地气象站收集的历史记录进行研究,以表征极端风的统计。此外,我们利用最先进的MM5天气模型进行了计算强度的模拟,以获得对上层风的理解。
从风洞研究中收集到的空气动力学数据叠加了我们的风力气候分析结果,导致我们推荐重新定向塔,使得“鼻子”而不是“Y”的叉子面向强风最频繁的方向。
广泛的风洞测试计划
随着设计的进行,我们进行了一项广泛的风洞测试计划,该项目是在安大略省圭尔夫的设施使用大部分为1:500的规模型号进行的。测试方案包括刚性模型力平衡测试,全自由度气动弹性模型研究,局部压力测量和行人风力环境研究。我们还以高速建立和测试塔的三分之一的大型1:50规模模型,用于评估雷诺数效应的可能程度,并对结构和压力计算的风荷载进行精确估计在建筑物的表面。
结果
与设计团队的其他成员密切合作,设计“哈利法塔”,这是一种经验,建立了与我们的合作伙伴密切合作为我们带来的新标准。 这种结构确实是现代世界的奇迹之一,其成功完成为风力工程和建筑的综合实践建立了新的基准。 我们为我们对一个项目做出的贡献感到自豪,这个项目真正体现了推动可能的边界的意义。