浅谈高层钢结构平面形状的抗风设计

一、对称平面

1、高度在100米以上的高层钢结构，风荷载量值和风振效应较大。为了减小高层钢结构的侧移、风振加速度和扭转振动的不良影响，高层钢结构的平面应采用双轴对称的平面形状,侧如,方形、圆形、正六边形、正八边形、矩形、椭圆形。

2、高层钢结构的平面应简单、规则,以减小高层钢结构的风荷载体型系数。

3、平面形状不规则、不对称的高层钢结构，风荷载作用下将会产生扭转振动。

4、大风作用下，高层钢结构的顺风向或横风向振动加速度超过某一量值时，在高层钢结构内的人会因强列摇晃而产生头晕等不适感。即使仅仅发生轻微的扭转振动，也会使人感受到振动加剧很多。

5、进行结构布置时，应结合高层钢结构的平面、立面形状,使各层的抗推刚度中心与风荷载合力中心接近重合,并位于同一竖直线上,以避免高层钢结构的扭转振动。

二、流线型平面

1、高层钢结构的平面采用流线型平面形状,可以减小高层钢结构的风荷载效应。

2、流线型平面的风载体形系数要比带棱角平面的系数小。

3、风荷载作用下的高层钢结构,因横风向振动加速度超过某一量值，使高层钢结构内的人感到不舒适。

采用方形、矩形等带棱角平面的高层钢结构,当风速的冲角a发生改变时,还会引起高层钢结构发生横风向驰振,从而增大高层钢结构的横风向振动加速度,加剧人的不适感。

采用圆形平面的高层钢结构,由于高层钢结构的平面具有对称性,当风速的冲角a发生任何改变时,都不会引起侧力的变化,因此也就不会引发驰振现象。

三、带切角平面

1、十字形、正六边形和正八边形平面的风载体形系数,都比方形和矩形平面要小。然而,高层钢结构仍是以采用方形、矩形平面居多。从减小风载体形系数的角度出发,对方形或矩形平面进行切角处理,也能取得一定的效果。

2、对于采用框筒或框筒束结构体系的高层钢结构,将其方形或矩形平面进行切角处理,还可减小风荷载下的角柱峰值应力。