В аэродинамике, связанной с архитектурой и строительством, высотными являются здания, достигающие заметной реальной высоты по отношению к толщине пограничного слоя атмосферы (или слоев атмосферы, скорость которых изменяется под воздействием данного здания). Ширина пограничного слоя этих зданий колеблется от 600 до 1000 м в зависимости от рассматриваемой площади. В зданиях высотой до 60 м ветровые нагрузки применяются в соответствии с действующими нормами, а для высотных зданий необходимо прибегать к масштабным моделям в аэродинамических трубах.
Использование в архитектуре и строительстве аэродинамических труб для проведения этих испытаний основано на так называемом принципе подобия. Данный принцип устанавливает, что все геометрические детали, имеющие аэродинамическое значение, должны быть воспроизведены в масштабной модели. Кроме того, значения некоторых характерных безразмерных величин должны быть одинаковыми как при обтекании тестируемой модели, так и в реальном здании.
К безразмерным величинам относятся число Рейнольдса, устанавливающее связь между силами инерции и силами трения, и число Йенсена, определяющее связь между характерной длиной модели и длиной неровностей грунта. Масштабные модели стремятся определить безразмерные коэффициенты, определяющие поле давления, соответствующее профилям скорости и турбулентности, использованным в испытаниях.
Чтобы смягчить динамическое воздействие ветра в архитектуре и строительстве, можно принять меры либо с конструктивной, либо с аэродинамической точки зрения. В первом случае целью является усиление жесткости конструкции. Во втором – воздействие на геометрию тела: либо добавление выступов, изменяющих двухмерность здания, либо изменение сечения здания по высоте. Кроме того, могут использоваться виброгасящие устройства, такие как бетонные или свинцовые массы, настроенные на вибрацию конструкции.
Альберто Лопес, старший инженер-конструктор Отдела архитектуры Amusement Logic
