摘 要
超高层建筑作为现代城市化进程中的重要标志，其结构抗风设计面临日益复杂的挑战。本文旨在研究超高层建筑在强风作用下的动力响应特性及其优化设计方法，以提升结构的安全性和经济性。研究采用理论分析、数值模拟与风洞试验相结合的方法，系统探讨了建筑形态、高度及周边环境对风荷载分布的影响，并提出了改进的气动控制策略。通过引入新型减振装置和优化外形设计，显著降低了结构的关键部位风致振动响应。研究表明，基于精细化模型的风荷载预测方法能够更准确地反映实际工况，而多目标优化算法的应用则为复杂结构设计提供了有效工具。本研究的创新点在于将智能算法与传统抗风设计技术深度融合，形成了适用于超高层建筑的高效抗风设计体系，为相关工程实践提供了重要的理论支持和技术参考。
关键词：超高层建筑; 抗风设计; 风荷载分布; 气动控制策略; 多目标优化算法
Abstract
Supertall buildings, as a significant symbol of modern urbanization, face increasingly complex challenges in structural wind-resistant design. This study investigates the dynamic response characteristics of supertall buildings under strong wind conditions and explores optimization methods to enhance both structural safety and economy. By integrating theoretical analysis, numerical simulation, and wind tunnel testing, the research systematically examines the influence of building morphology, height, and surrounding environment on wind load distribution and proposes an improved aerodynamic control strategy. The introduction of novel vibration-reducing devices and optimized shape design significantly mitigates critical wind-induced vibration responses in structural components. The findings indicate that wind load prediction based on refined models can more accurately reflect real-world scenarios, while the application of multi-ob jective optimization algorithms provides effective tools for complex structural design. The innovation of this study lies in the deep integration of intelligent algorithms with traditional wind-resistant design techniques, establishing an efficient wind-resistant design system tailored for supertall buildings and offering crucial theoretical support and technical references for relevant engineering practices.
Key words:Super-Tall Building; Wind-Resistant Design; Wind Load Distribution; Aerodynamic Control Strategy; Multi-ob jective Optimization Algorithm
目 录
中文摘要 I
英文摘要 II
引 言 1
第1章、超高层建筑抗风设计概述 3
1.1、抗风设计的基本原理 3
1.2、风荷载特性及其影响因素 3
1.3、当前抗风设计的主要挑战 3
第2章、风环境分析与数值模拟技术 5
2.1、风环境的特征参数提取 5
2.2、数值模拟方法的应用与发展 5
2.3、模拟结果的验证与优化 6
第3章、结构动力响应控制技术 7
3.1、动力响应的评估指标体系 7
3.2、主动与被动控制技术对比 7
3.3、控制策略的工程实践应用 7
第4章、抗风设计中的关键技术创新 9
4.1、新型减振装置的设计与应用 9
4.2、材料性能对结构抗风能力的影响 9
4.3、未来抗风设计的技术发展方向 10
结 论 11
参考文献 12
超高层建筑作为现代城市化进程中的重要标志，其结构抗风设计面临日益复杂的挑战。本文旨在研究超高层建筑在强风作用下的动力响应特性及其优化设计方法，以提升结构的安全性和经济性。研究采用理论分析、数值模拟与风洞试验相结合的方法，系统探讨了建筑形态、高度及周边环境对风荷载分布的影响，并提出了改进的气动控制策略。通过引入新型减振装置和优化外形设计，显著降低了结构的关键部位风致振动响应。研究表明，基于精细化模型的风荷载预测方法能够更准确地反映实际工况，而多目标优化算法的应用则为复杂结构设计提供了有效工具。本研究的创新点在于将智能算法与传统抗风设计技术深度融合，形成了适用于超高层建筑的高效抗风设计体系，为相关工程实践提供了重要的理论支持和技术参考。
关键词：超高层建筑; 抗风设计; 风荷载分布; 气动控制策略; 多目标优化算法
Abstract
Supertall buildings, as a significant symbol of modern urbanization, face increasingly complex challenges in structural wind-resistant design. This study investigates the dynamic response characteristics of supertall buildings under strong wind conditions and explores optimization methods to enhance both structural safety and economy. By integrating theoretical analysis, numerical simulation, and wind tunnel testing, the research systematically examines the influence of building morphology, height, and surrounding environment on wind load distribution and proposes an improved aerodynamic control strategy. The introduction of novel vibration-reducing devices and optimized shape design significantly mitigates critical wind-induced vibration responses in structural components. The findings indicate that wind load prediction based on refined models can more accurately reflect real-world scenarios, while the application of multi-ob jective optimization algorithms provides effective tools for complex structural design. The innovation of this study lies in the deep integration of intelligent algorithms with traditional wind-resistant design techniques, establishing an efficient wind-resistant design system tailored for supertall buildings and offering crucial theoretical support and technical references for relevant engineering practices.
Key words:Super-Tall Building; Wind-Resistant Design; Wind Load Distribution; Aerodynamic Control Strategy; Multi-ob jective Optimization Algorithm
目 录
中文摘要 I
英文摘要 II
引 言 1
第1章、超高层建筑抗风设计概述 3
1.1、抗风设计的基本原理 3
1.2、风荷载特性及其影响因素 3
1.3、当前抗风设计的主要挑战 3
第2章、风环境分析与数值模拟技术 5
2.1、风环境的特征参数提取 5
2.2、数值模拟方法的应用与发展 5
2.3、模拟结果的验证与优化 6
第3章、结构动力响应控制技术 7
3.1、动力响应的评估指标体系 7
3.2、主动与被动控制技术对比 7
3.3、控制策略的工程实践应用 7
第4章、抗风设计中的关键技术创新 9
4.1、新型减振装置的设计与应用 9
4.2、材料性能对结构抗风能力的影响 9
4.3、未来抗风设计的技术发展方向 10
结 论 11
参考文献 12
