沈國(guó)輝 ，李懿鵬 ，韓康輝 ，余杭聰 ，邵劍文

（1.浙江大學(xué) 建筑工程學(xué)院，浙江 杭州 310058；2.浙江大學(xué) 平衡建筑研究中心，浙江 杭州 310028；3.浙江大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310028）

高層建筑承載了辦公、酒店、公寓等功能，在城市中得到廣泛應(yīng)用.雨篷位于高層建筑入口位置，為出入口行人提供遮陽(yáng)避雨功能，同時(shí)也防止高空墜物對(duì)出入口行人造成傷害［1］.高層建筑雨篷具有輕質(zhì)、高柔等特點(diǎn)，風(fēng)荷載是雨篷設(shè)計(jì)的主要控制荷載.

目前針對(duì)雨篷風(fēng)荷載的研究主要集中在大型屋蓋結(jié)構(gòu)的懸挑雨篷上.沈國(guó)輝等［2］以某機(jī)場(chǎng)懸挑雨篷為例，分析懸挑屋蓋的上下表面風(fēng)壓相關(guān)性，給出考慮相關(guān)性的圍護(hù)結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載計(jì)算方法；趙建華［3］針對(duì)北京南站雨篷進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)，獲得不同風(fēng)向角下的平均風(fēng)壓，發(fā)現(xiàn)負(fù)風(fēng)壓主要發(fā)生在迎風(fēng)角區(qū)；孫建龍［4］針對(duì)3個(gè)大型火車(chē)站雨篷進(jìn)行風(fēng)洞測(cè)試，發(fā)現(xiàn)雨篷的整體風(fēng)吸力系數(shù)約為-0.25；周晉芳［5］進(jìn)行體育場(chǎng)看臺(tái)多個(gè)傾角的風(fēng)洞試驗(yàn)，分析特征湍流與風(fēng)壓非高斯特性之間的關(guān)系；Killen 等［6］分析平面幾何形狀、傾角和前沿廣告牌等對(duì)懸挑屋蓋風(fēng)荷載的影響；Barnard［7］研究發(fā)現(xiàn)透風(fēng)率對(duì)矩形懸挑平屋的脈動(dòng)風(fēng)壓有顯著影響；樓文娟等［8］采用風(fēng)洞試驗(yàn)和CFD方法研究某體育場(chǎng)懸挑屋蓋的風(fēng)荷載，提出了在屋蓋懸挑部分開(kāi)洞的減壓措施；康黎明［9］利用CFD方法研究懸挑屋蓋的風(fēng)荷載，分析了增設(shè)導(dǎo)流板和開(kāi)設(shè)通風(fēng)孔的氣動(dòng)措施.以上研究均主要針對(duì)大屋蓋的懸挑結(jié)構(gòu)，對(duì)高層建筑雨篷風(fēng)壓的研究幾乎沒(méi)有，而我國(guó)規(guī)范［10］，以及澳大利亞/新西蘭、美國(guó)、日本等國(guó)規(guī)范［11-13］均未給出高層建筑外附雨篷的風(fēng)荷載規(guī)定.

基于以上背景，本文以高層建筑外附雨篷的風(fēng)壓分布為研究對(duì)象，研究了該雨篷的平均風(fēng)壓、脈動(dòng)風(fēng)壓、上下表面風(fēng)壓相關(guān)性和測(cè)點(diǎn)風(fēng)壓的非高斯性，探討外附雨篷整體升力系數(shù)隨風(fēng)向角的變化和時(shí)程的非高斯性特征，給出了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)風(fēng)壓，最后分析了傾角和出挑長(zhǎng)度對(duì)整體升力系數(shù)的影響.研究成果可為高層建筑外附雨篷的抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供參考.

1 高層建筑雨篷的風(fēng)洞試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)概況和測(cè)點(diǎn)布置

調(diào)研高層建筑雨篷的設(shè)計(jì)案例［14］，某實(shí)際雨篷尺寸為寬度20.3 m，懸挑長(zhǎng)度11.235 m，離地高度7.65 m.確定本次試驗(yàn)基準(zhǔn)雨篷的寬度W=20 m，高度H=10 m，懸挑長(zhǎng)度D=12 m，傾角α=0°，如圖1所示.將高層建筑設(shè)定為高100 m、寬50 m、厚30 m，以反映高層建筑對(duì)雨篷的氣動(dòng)干擾.雨篷的風(fēng)洞試驗(yàn)如圖2所示.

圖1 雨篷的尺寸參數(shù)和風(fēng)向角Fig.1 Dimensional parameter of canopy and wind azimuth

圖2 雨篷的風(fēng)洞試驗(yàn)照片F(xiàn)ig.2 Picture of canopy in wind tunnel test

模型的幾何縮尺比為1∶100，雨篷模型的測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖3，上下表面各布置160個(gè)測(cè)點(diǎn)，采用上下表面對(duì)應(yīng)布置，風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)對(duì)所有測(cè)點(diǎn)進(jìn)行同步測(cè)壓.不同傾角下的測(cè)點(diǎn)布置方案與基準(zhǔn)雨篷是一致的，其他出挑長(zhǎng)度情況下的測(cè)點(diǎn)布置相當(dāng)于將基準(zhǔn)雨篷的測(cè)點(diǎn)布置延長(zhǎng)或縮短.由于整個(gè)模型具有對(duì)稱(chēng)性，試驗(yàn)風(fēng)向角θ為0°～180°，風(fēng)向角間隔為10°，共進(jìn)行19個(gè)風(fēng)向角的測(cè)試.

圖3 雨篷的測(cè)點(diǎn)和風(fēng)向角Fig.3 Measuring points of canopy and wind azimuth

1.2 風(fēng)場(chǎng)模擬

風(fēng)洞試驗(yàn)在浙江大學(xué)ZD-1邊界層風(fēng)洞中進(jìn)行，采用B 類(lèi)地貌，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009—2012）［10］，B類(lèi)地貌的平均風(fēng)速V和湍流度I剖面如式（1）和式（2）所示.

式中：α為0.15；I10為0.14；V10為10 m 高度處的參考風(fēng)速.風(fēng)洞中利用尖劈和粗糙元模擬B 類(lèi)地貌風(fēng)場(chǎng)，平均風(fēng)速和湍流度剖面如圖4 所示，圖中VR為參考點(diǎn)高度處的風(fēng)速，圖中還給出了規(guī)范的建議值，可以發(fā)現(xiàn)風(fēng)洞模擬值與規(guī)范建議值吻合較好.

圖4 風(fēng)洞模擬的B類(lèi)地貌Fig.4 Terrain category B simulated in wind tunnel

1.3 數(shù)據(jù)處理

測(cè)點(diǎn)的風(fēng)壓系數(shù)Cpi定義為：

式中：Pi為測(cè)點(diǎn)i的風(fēng)壓；P∞為參考點(diǎn)靜壓；ρ為空氣密度；U∞為參考點(diǎn)的風(fēng)速.選取雨篷高度作為風(fēng)壓系數(shù)的參考點(diǎn)，因此Cpi等同于荷載規(guī)范中的體型系數(shù)，試驗(yàn)中雨篷高度處的來(lái)流速度為10.4 m/s.

對(duì)于懸挑雨篷，上下表面的風(fēng)壓系數(shù)疊加時(shí)程Cpc按公式（4）計(jì)算.

式中：Cpu與Cpd分別對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的上、下表面風(fēng)壓系數(shù)時(shí)程；t為時(shí)間.

式中：γ為上下表面風(fēng)壓時(shí)程的相關(guān)系數(shù)，計(jì)算如下：

式中：Ai為i測(cè)點(diǎn)的控制面積；A為雨篷總面積；CF定義為垂直表面向上為正，垂直表面向下為負(fù).

2 雨篷的平均風(fēng)壓系數(shù)

圖5 給出了雨篷在0°風(fēng)向角下的風(fēng)壓系數(shù)，分別給出了上表面、下表面和上下表面疊加數(shù)據(jù).由圖5可知：1）0°風(fēng)向角下，雨篷上表面均為正壓，由于氣流受到后方高層建筑的阻擋，氣流下翻導(dǎo)致上表面的風(fēng)壓系數(shù)均大于1.0，最大值出現(xiàn)在雨篷靠近建筑側(cè)的中心，然后往外呈減小趨勢(shì)，最大值接近1.4，其原因是高層建筑阻擋引起氣流下翻；2）下表面也呈正壓，越靠近建筑風(fēng)壓系數(shù)越大，沿著水平線(xiàn)向外遞減，最大值接近1.0，最小值約為0.6；3）上下表面疊加后，雨篷受到向下的正壓，但數(shù)值上小于上表面，呈現(xiàn)“上壓下壓”的分布特征，在中間位置正壓最大，最大值約為0.6.

圖5 0°風(fēng)向角平均風(fēng)壓系數(shù)Fig.5 Mean pressure coefficients under 0°azimuth

圖6 給出了雨篷在60°風(fēng)向角的風(fēng)壓系數(shù)，由圖6 可知：1）雨篷上表面表現(xiàn)為正壓，從迎風(fēng)面向背風(fēng)面遞減，最大值約0.9，該分布主要由受到高層建筑的阻擋導(dǎo)致氣流下翻引起；2）下表面迎風(fēng)角區(qū)出現(xiàn)類(lèi)似“錐形渦”的分布特征，迎風(fēng)角區(qū)出現(xiàn)數(shù)值較小的負(fù)壓，負(fù)壓最大值約為-0.5；3）上下表面疊加后為正壓，迎風(fēng)角區(qū)出現(xiàn)較為明顯的類(lèi)似“錐形渦”的特征，且迎風(fēng)面出現(xiàn)極值正壓，最大值約達(dá)到1.2，超過(guò)上表面的最大值，其原因?yàn)橛L(fēng)角區(qū)形成“上壓下吸”的風(fēng)壓疊加情況.

圖6 60°風(fēng)向角平均風(fēng)壓系數(shù)Fig.6 Mean pressure coefficients under 60°azimuth

圖7 給出了雨篷在90°風(fēng)向角的風(fēng)壓系數(shù)，由圖7 可知：1）上、下表面均呈現(xiàn)負(fù)壓；2）上表面的迎風(fēng)區(qū)域出現(xiàn)柱狀渦的特征，迎風(fēng)面邊緣的負(fù)壓最大，沿著長(zhǎng)度方向遞減；3）下表面也呈柱狀渦分布，但并不是很明顯，其與下表面和地面距離較近相關(guān)；4）上下表面疊加后整體呈現(xiàn)負(fù)壓特征，數(shù)值較小，說(shuō)明上下表面的負(fù)壓基本上相互抵消，呈現(xiàn)“上吸下吸”的分布特征，整體數(shù)值從來(lái)流前端向后端衰減.

圖7 90°風(fēng)向角平均風(fēng)壓系數(shù)Fig.7 Mean pressure coefficients under 90° azimuth

3 雨篷的整體升力系數(shù)

圖8 給出了雨篷的整體升力系數(shù)，由圖8 可知：1）上表面的整體升力系數(shù)在0°～90°風(fēng)向角下變化劇烈.0°風(fēng)向角下，升力系數(shù)出現(xiàn)負(fù)的最大值，數(shù)值為-1.24，原因在于上表面氣流受到高層建筑的阻擋產(chǎn)生氣流下翻；而90°風(fēng)向角下，氣流穿過(guò)雨篷表面，對(duì)上表面產(chǎn)生很大的吸力，升力系數(shù)出現(xiàn)正的最大值，數(shù)值為1.13；在100°～180°風(fēng)向角下雨篷處于高層建筑的尾流區(qū)，受到的負(fù)風(fēng)壓基本不變，整體升力系數(shù)整體穩(wěn)定在0.9左右.2）下表面的升力系數(shù)變化規(guī)律與上表面類(lèi)似，但數(shù)值較小，主要是由于其與地面之間的距離較近引起的.0°風(fēng)向角下升力系數(shù)出現(xiàn)負(fù)的最大值，數(shù)值為-0.76；90°風(fēng)向角下升力系數(shù)出現(xiàn)正的最大值，數(shù)值為1.01；100°～180°風(fēng)向角下的升力系數(shù)約為-0.7.3）由于上下表面的升力系數(shù)分布比較接近，因此疊加后呈相互抵消趨勢(shì)，導(dǎo)致疊加后的升力系數(shù)較小，最大負(fù)值出現(xiàn)在0°風(fēng)向角，數(shù)值為-0.48，在90°～180°數(shù)值幾乎為零.

圖8 各風(fēng)向角下雨篷的整體升力系數(shù)Fig.8 Total lift coefficient under all azimuths

4 雨篷上下表面測(cè)點(diǎn)的相關(guān)性

各測(cè)點(diǎn)在各風(fēng)向角下上下表面對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)γ如圖9 所示，圖中N為測(cè)點(diǎn)編號(hào).相關(guān)系數(shù)γ絕對(duì)值大于0.5 為強(qiáng)相關(guān)，γ絕對(duì)值小于0.2 為弱相關(guān).可以發(fā)現(xiàn)：1）雨篷上下表面測(cè)點(diǎn)僅在50°～70°風(fēng)向角呈現(xiàn)較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)特征，其他風(fēng)向角均表現(xiàn)為正相關(guān)，對(duì)脈動(dòng)風(fēng)荷載，根據(jù)公式（6），上下表面負(fù)相關(guān)會(huì)使得疊加后的脈動(dòng)風(fēng)荷載變大［2］；2）在50°～70°風(fēng)向角下，雨篷迎風(fēng)區(qū)域固支端與自由端上的測(cè)點(diǎn)呈現(xiàn)較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)特征，而在雨篷中部的負(fù)相關(guān)特征較弱；3）對(duì)于同一排測(cè)點(diǎn)（如編號(hào)1～16），負(fù)相關(guān)較大值均出現(xiàn)在來(lái)流分離較為嚴(yán)重的迎風(fēng)邊，例如16號(hào)、32號(hào)或160號(hào)測(cè)點(diǎn).

圖9 各風(fēng)向角下雨篷上下表面的相關(guān)系數(shù)Fig.9 Correlation coefficient of upper and lower surface under all azimuths

為探究雨篷表面相關(guān)性的具體分布情況，繪制典型風(fēng)向角0°、60°、90°下相關(guān)系數(shù)圖，如圖10所示.由圖10可知：1）0°風(fēng)向角下，雨篷的上下表面測(cè)點(diǎn)整體呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系，雨篷中部的互相關(guān)系數(shù)較低，總體在+0.5 以下；2）在50°～70°的斜向角度風(fēng)作用下，出現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)不利的負(fù)相關(guān)系數(shù)，且數(shù)值較高，以60°為例，雨篷上下表面相關(guān)性在迎風(fēng)角區(qū)出現(xiàn)數(shù)值較大的負(fù)相關(guān)區(qū)域，數(shù)值超過(guò)-0.5，為強(qiáng)負(fù)相關(guān)，導(dǎo)致疊加后的風(fēng)壓脈動(dòng)值變大；3）90°風(fēng)向角下，雨篷上下表面測(cè)點(diǎn)呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系，迎風(fēng)區(qū)出現(xiàn)區(qū)域較小的弱相關(guān)區(qū)域，在遠(yuǎn)端互相關(guān)系數(shù)較高，呈現(xiàn)較強(qiáng)的相關(guān)性.

圖10 典型風(fēng)向角雨篷上下表面的相關(guān)系數(shù)Fig.10 Correlation coefficient of upper and lower surface under typical azimuths

5 測(cè)點(diǎn)和升力時(shí)程的非高斯特征

峰值因子法計(jì)算脈動(dòng)風(fēng)荷載需假定風(fēng)荷載服從高斯分布，該方法對(duì)于屋蓋結(jié)構(gòu)中風(fēng)壓由特征湍流控制的區(qū)域不一定適用［15］.非高斯分布的判斷采用風(fēng)壓的三階中心距SK（偏度）與四階中心矩KU（峰度），確定劃分非高斯區(qū)域［16-17］的標(biāo)準(zhǔn)為：|SK|>0.5 且|KU-3|>0.5.圖11 給出0°、30°、60°和90°所有測(cè)點(diǎn)的偏度與峰度，從圖11 中可以看出：疊加表面的峰度、偏度分布與單個(gè)表面有較大差異，疊加后的測(cè)點(diǎn)非高斯性比單個(gè)表面強(qiáng).

圖11 基準(zhǔn)雨篷各點(diǎn)風(fēng)壓的偏度、峰度Fig.11 Skewness and kurtosis of wind pressures of base case

雨篷在0°和90°風(fēng)向角下表面測(cè)點(diǎn)的非高斯性如圖12和圖13所示.由圖可知：1）0°風(fēng)向雨篷上、下表面整體呈現(xiàn)出較強(qiáng)的高斯特征，只在迎風(fēng)區(qū)與尾流區(qū)出現(xiàn)零星的非高斯性測(cè)點(diǎn)，上下表面疊加后非高斯性測(cè)點(diǎn)數(shù)目增多，在表面的迎風(fēng)區(qū)以及后方尾流區(qū)域出現(xiàn)數(shù)目較多的非高斯性測(cè)點(diǎn)；2）90°風(fēng)向雨篷上表面測(cè)點(diǎn)幾乎均為非高斯性，下表面測(cè)點(diǎn)除迎風(fēng)區(qū)后方出現(xiàn)部分高斯性測(cè)點(diǎn)外，均呈現(xiàn)出非高斯特征，上下表面疊加后除了角部的2 個(gè)測(cè)點(diǎn)外，其他均為非高斯性測(cè)點(diǎn).

圖12 0°風(fēng)向角各點(diǎn)風(fēng)壓的高斯和非高斯性Fig.12 Gaussian and non-Gaussian evaluation of pressure under 0° azimuth

圖13 90°風(fēng)向角各點(diǎn)風(fēng)壓的高斯和非高斯性Fig.13 Gaussian and non-Gaussian evaluation of pressure under 90° azimuth

圖14 給出了雨篷各風(fēng)向角下升力系數(shù)時(shí)程的峰度值與偏度值，由圖14 可知：1）上、下表面以及疊加表面在0°～70°風(fēng)向時(shí)，升力系數(shù)的偏度與峰度呈現(xiàn)出高斯特征；2）從80°風(fēng)向開(kāi)始，升力系數(shù)的偏度值與峰度值開(kāi)始出現(xiàn)明顯的偏離，上表面、下表面以及上下表面疊加的升力系數(shù)均呈現(xiàn)出較強(qiáng)的非高斯特征，且均為大偏斜（SK>0.5）和高峰態(tài)情況（KU>3.5）；3）上表面在110°～180°時(shí)，其非高斯特征遠(yuǎn)強(qiáng)于下表面，在160°風(fēng)向達(dá)到極值，此時(shí)KU為14.5，SK為2.3；4）下表面升力系數(shù)的非高斯特征也較強(qiáng)，極值出現(xiàn)在160°風(fēng)向，此時(shí)KU為8.7，SK為1.6；5）上下表面疊加工況在110°與170°風(fēng)向時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)較為明顯的極值，110°時(shí)KU為9.1、SK為1.6，170°時(shí)KU為14.2、SK為1.6.

圖14 雨篷升力系數(shù)的偏度和峰度Fig.14 Skewness and kurtosis of total lift coefficient of canopy

6 全風(fēng)向風(fēng)壓系數(shù)極值

由于雨篷表面風(fēng)壓的非高斯特征明顯，使用BLUE算法［18］獲得極值風(fēng)壓系數(shù)：將風(fēng)壓系數(shù)時(shí)程進(jìn)行等長(zhǎng)度分段，取每個(gè)分段時(shí)程的最大值、最小值，分別組成升序序列，降序序列，則極值按照下式計(jì)算：

式中：aj和bj為加權(quán)系數(shù)，N=10時(shí)，按表1取值.

表1 加權(quán)系數(shù)取值Tab.1 Values of weighted coefficient

圖15 和圖16 給出了雨篷全風(fēng)向風(fēng)壓系數(shù)極值正、負(fù)壓的云圖，由圖15 和圖16 可知：1）對(duì)于正壓，上表面的極值正壓大于下表面，其原因是上表面高層建筑阻擋引起氣流下翻導(dǎo)致［19］；靠近高層建筑側(cè)的正風(fēng)壓大于靠近自由端側(cè)，說(shuō)明高層建筑的阻擋使得正風(fēng)壓增大；上下表面疊加后，雨篷的兩個(gè)側(cè)邊的正風(fēng)壓大于中間位置.2）對(duì)于負(fù)壓，上表面、下表面以及上下表面疊加的負(fù)風(fēng)壓絕對(duì)值均大于正風(fēng)壓；上表面的極值負(fù)風(fēng)壓絕對(duì)值大于下表面和上下表面疊加的結(jié)果；左右兩側(cè)的負(fù)風(fēng)壓較大.

圖15 雨篷的正全風(fēng)向極值風(fēng)壓系數(shù)Fig.15 Positive peak wind pressure coefficients of canopy under all azimuths

圖16 雨篷的負(fù)全風(fēng)向極值風(fēng)壓系數(shù)Fig.16 Negative peak wind pressure coefficients of canopy under all azimuths

全風(fēng)向極值風(fēng)壓系數(shù)Cpe如表2 所示，考慮到雨篷通常按一個(gè)值設(shè)計(jì)，因此給出了所有位置的最大值，同時(shí)表中給出不同出挑長(zhǎng)度D的結(jié)果.由表2 可知：1）上下表面疊加后的全風(fēng)向極值負(fù)風(fēng)壓系數(shù)顯著小于上表面和下表面，極值正風(fēng)壓系數(shù)略大于上表面和下表面；2）極值負(fù)風(fēng)壓系數(shù)的絕對(duì)值大于極值正風(fēng)壓系數(shù)；3）隨著雨篷長(zhǎng)度的增加，雨篷表面極值風(fēng)壓系數(shù)增大，且負(fù)風(fēng)壓系數(shù)增大較為明顯.表1部分內(nèi)容已被《建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（T/CECS 1048―2022）［20］采用.需要說(shuō)明的是，荷載規(guī)范中采用陣風(fēng)系數(shù)方法考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)荷載，主要是考慮風(fēng)的來(lái)流湍流，而本文方法同時(shí)考慮了風(fēng)洞來(lái)流湍流和結(jié)構(gòu)的特征湍流，結(jié)果更加直觀.

表2 高層建筑外附雨篷極值風(fēng)壓系數(shù)Tab.2 Peak wind pressure coefficients of canopy affiliated to high-rise building

7 傾角和出挑長(zhǎng)度對(duì)雨篷升力的影響

圖17 給出了不同傾角高層建筑外附雨篷的升力系數(shù)隨風(fēng)向角的變化，由圖17 可得：1）不同傾角下整體升力系數(shù)變化規(guī)律一致，均在0°風(fēng)向角達(dá)到負(fù)極值，90°達(dá)到正極值；2）雨篷傾角按-10°、0°、10°變化時(shí)，0°至90°風(fēng)向，整體升力系數(shù)依次遞增，130°至180°，整體升力系數(shù)依次遞減，但總體變化幅度較?。?1］.

圖17 不同傾角整體升力系數(shù)對(duì)比（D=12 m）Fig.17 Comparison of total lift coefficient of different attack angles（D=12 m）

圖18 給出了不同出挑長(zhǎng)度雨篷的升力系數(shù)隨風(fēng)向角的變化，由圖18 可得：1）不同出挑長(zhǎng)度雨篷整體升力系數(shù)變化規(guī)律近似，除D=4 m 工況在30°風(fēng)向達(dá)到負(fù)極值外，其余工況均在0°風(fēng)向角達(dá)到負(fù)極值，90°達(dá)到正極值；2）隨出挑長(zhǎng)度的變化，整體升力系數(shù)變化無(wú)規(guī)律，原因在于下部氣流較為紊亂［22］，在50°～90°風(fēng)向角下，氣流通暢，整體升力系數(shù)隨出挑長(zhǎng)度的增大而減小.

圖18 不同出挑長(zhǎng)度時(shí)的整體升力系數(shù)（α=0°）Fig.18 Total lift coefficient of different cantilevered length（α=0°）

8 結(jié)論

1）高層建筑外附雨篷在正迎風(fēng)情況下上表面的風(fēng)壓系數(shù)均大于1.0，最大值接近1.4，其原因是氣流受到后方高層建筑的阻擋下翻；雨篷下表面也呈正壓，最大值接近1.0；雨篷上、下表面在側(cè)風(fēng)情況下均呈現(xiàn)負(fù)壓，上下表面疊加后整體呈現(xiàn)負(fù)壓特征，數(shù)值較小，呈現(xiàn)“上吸下吸”相互抵消的分布特征.

2）高層建筑外附雨篷上表面的整體升力系數(shù)在正迎風(fēng)工況出現(xiàn)向下的最大壓力，最值為-1.24，在側(cè)風(fēng)工況出現(xiàn)向上的最大吸力，最值為1.13；下表面升力系數(shù)也在正迎風(fēng)和側(cè)風(fēng)工況出現(xiàn)最大壓力和吸力，最值分別為0.76 和1.01.上下表面疊加后升力系數(shù)較小，系上下表面風(fēng)壓相互抵消所致.

3）高層建筑外附雨篷上下表面對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的互相關(guān)系數(shù)在迎風(fēng)區(qū)較低，在遠(yuǎn)端較高，且在50°～70°風(fēng)向下迎風(fēng)邊呈現(xiàn)較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)；雨篷上表面的極值正壓大于下表面，其原因是高層建筑阻擋引起氣流下翻.

4）上下表面疊加后測(cè)點(diǎn)風(fēng)壓的非高斯性相較上表面、下表面均增強(qiáng)；上、下表面風(fēng)壓在側(cè)風(fēng)工況下非高斯特征明顯，原因?yàn)闅饬髟谠擄L(fēng)向下發(fā)生顯著的渦脫；上、下表面以及上下表面疊加后的升力系數(shù)，0°～70°時(shí)其偏度值與峰度值均較小，呈現(xiàn)高斯分布特征，80°～180°時(shí)呈現(xiàn)出較強(qiáng)的非高斯分布特征.

5）高層建筑外附雨篷傾角按-10°、0°、10°變化時(shí)，整體升力系數(shù)隨著傾角增大而遞增，但變化幅度較??；整體升力系數(shù)隨出挑長(zhǎng)度的變化較小，在50°～90°風(fēng)向角下整體升力系數(shù)與隨出挑長(zhǎng)度的增大而減小.