Weber, Felix;Yalniz, Fatih;Kerner, Deniz;Huber, Peter
International Journal of High-Rise Buildings
/
v.10
no.2
/
pp.99-107
/
2021
This research investigates the potential of Adaptive TMDs for tall building damping. The Adaptive TMD under consideration is based on real-time controlled hydraulic dampers generating purely dissipative control forces. The control approach is designed to enhance the Adaptive TMD efficiency for moderate wind loads with return periods below 50 years. The resulting enhanced TMD efficiency is used to reduce the pendulum mass by 15% compared to the passive TMD while still guaranteeing the acceleration limits of the one and ten year return period winds. Furthermore, the adaptive control approach is designed to disproportionally increase the controlled damping force at wind loads with return periods of 50 years and more in order to reduce the maximum relative motion of the Adaptive TMD with only 85% pendulum mass. Compared to the passive TMD with 100% pendulum mass the maximum relative motion is reduced by 20%. Both the pendulum mass reduction and the maximum relative motion reduction significantly reduce the foot print of the Adaptive TMD which is highly desirable from the economic point of view.
For a building with a dominant windward wall opening, the wind-induced internal pressure response can be described by a second-order non-linear differential equation. However, there are two ill-defined parameters in the governing equation: the inertial coefficient $C_I$ and the loss coefficient $C_L$. Lack of knowledge of these two parameters restricts the practical use of the governing equation. This study was primarily focused on finding an accurate reference value for $C_I$, and the paper presents a systematic investigation of the factors influencing the inertial coefficient for a wind-tunnel model building including: opening configuration and location, wind speed and direction, approaching flow turbulence, the model material, and the installation method. A numerical model was used to simulate the volume deformation under internal pressure, and to predict the bulk modulus of an experimental model. In considering the structural flexibility, an alternative approach was proposed to ensure accurate internal volume distortions, so that similarity of internal pressure responses between model-scale and full-scale building was maintained. The research showed 0.8 to be a reasonable standard value for the inertial coefficient.
This paper describes large eddy simulation of wind pressures on a square cylinder in a uniform flow and a high-rise building immersed in an atmospheric turbulent boundary layer. For the atmospheric boundary layer case, the inflow turbulence is generated by a numerical wind tunnel. In the numerical simulation, particular attention is devoted to the performance of an auto hexahedral non-structural mesh. Both simulations are performed for three grid systems: an auto hexahedral non-structured grid, a structured Cartesian grid and a non-structured triangular prism grid, and for three grid numbers. The present study shows that the auto hexahedral unstructured mesh achieves the best simulation results for wind pressures on the square cylinder and the high-rise building. When the grid number is sufficiently large, the differences among the results obtained from the three investigated grid systems are not significant. However, the advantage of the auto hexahedral unstructured mesh becomes clear when the grid number decreases, because it enables a balanced distribution of orthogonal grids. The results described in this paper demonstrate that the auto hexahedral non-structured mesh has good potential applicability to simulation of urban flows.
Rafizadeh, Hamidreza;Alaghmandan, Matin;Tabasi, Saba Fattahi;Banihashemi, Saeed
Wind and Structures
/
v.34
no.5
/
pp.407-419
/
2022
Many factors should be considered by architects and designers for designing a tall building. Wind load is one of these important factors that govern the design of tall building structures and can become a serious challenge when buildings tend to be built very tall and slender. On the other hand, through the initial stages of a design process, choosing the design geometry greatly affects the wind-induced forces on a tall building. With this respect, geometric shapes with 3-fold rotational symmetry are one of the applied plan shapes in tall buildings. This study, therefore, aims to investigate the aerodynamic characteristics of 8 different geometrical shapes using Computational Fluid Dynamics (CFD) by measuring the drag and lift forces. A case study approach was conducted in which different building shape models have the same total gross area and the same height of 300 meters. The simulation was an incompressible transient flow that ran 1700 timesteps (85 seconds on the real-time scale). The results show a great difference between wind-induced force performance of buildings with different plan shapes. Generally, it is stated that the shapes with the same area, but with smaller perimeters, are better choices for reducing the drag force on buildings. Applying the lift force, the results show that the buildings with plan shapes that have rounded corners act better in crosswind flow while, those with sharp corners induce larger forces in the same direction. This study delivers more analytical understanding of building shapes and their behavior against the wind force through the parametric modelling.
Non-stationary extreme winds such as thunderstorm downbursts are responsible for many structural damages. This research presents a time domain approach for estimating along-wind load effects on tall buildings using multiple wind speed time history samples, which are simulated from evolutionary power spectra density (EPSD) functions of non-stationary wind fluctuations using the method developed by the authors' earlier research. The influence of transient wind loads on various responses including time-varying mean, root-mean-square value and peak factor is also studied. Furthermore, a simplified model is proposed to describe the non-stationary wind fluctuation as a uniformly modulated process with a modulation function following the time-varying mean. Finally, the probabilistic extreme response and peak factor are quantified based on the up-crossing theory of non-stationary process. As compared to the time domain response analysis using limited samples of wind record, usually one sample, the analysis using multiple samples presented in this study will provide more statistical information of responses. The time domain simulation also facilitates consideration of nonlinearities of structural and wind load characteristics over previous frequency domain analysis.
Journal of the Korean Society of Environmental Restoration Technology
/
v.15
no.2
/
pp.9-18
/
2012
The street canyon forms the geometric unit of the built environment. The geometry makes up urban canyons and it influences the urban climate. In order to investigate the wind characteristics of urban street canyon at Dogok-dong, Gangnam-gu in Seoul, the wind direction and wind speed data were observed and analyzed by using 2-D ultra sonic and propeller wind monitor from May 5, 2010 to May 4, 2011. The results show that the prevailing wind direction was west at Station A(Military Mutual Aid Association Building), southwest at Station B(Sookmyung Girls' High School) and the wind speed of Station B was higher than Station A. There were diurnal differences about prevailing wind direction between two stations : it was westerly wind at Station A for a whole day, but at Station B only from 22 : 00 to 04 : 00. However, Station B is different from Station A at other time. At Station B, it was easterly wind from 04 : 00 to 12 : 00, southwesterly wind from 12 : 00 to 22 : 00. In terms of seasonal(except winter) frequency, the spring shows the highest frequency and fall was the next.
High-rise buildings are generally sensitive to strong winds. The evaluation of wind loads for the structural design, structural health monitoring (SHM), and vibration control of high-rise buildings is of primary importance. Nevertheless, it is difficult or even infeasible to measure the wind loads on an existing building directly. In this regard, a new inverse method for evaluating wind loads on high-rise buildings is developed in this study based on a discrete-time Kalman filter. The unknown structural responses are identified in conjunction with the wind loads on the basis of limited structural response measurements. The algorithm is applicable for estimating wind loads using different types of wind-induced response. The performance of the method is comprehensively investigated based on wind tunnel testing results of two high-rise buildings with typical external shapes. The stability of the proposed algorithm is evaluated. Furthermore, the effects of crucial factors such as cross-section shapes of building, the wind-induced response type, errors of structural modal parameters, covariance matrix of noise, noise levels in the response measurements and number of vibration modes on the identification accuracy are examined through a detailed parametric study. The research outputs of the proposed study will provide valuable information to enhance our understanding of the effects of wind on high-rise buildings and improve codes of practice.
A popular modern architectural form for tall buildings is two (or more) towers which are structurally linked through such features as a shared podium or sky-bridges. The fundamental features of the wind loading and the structural links of such buildings can be studied by measuring load components on the individual unlinked towers along with their correlations. This paper describes application of dual high frequency force balance (DHFFB) in a wind tunnel study of the base wind loading exerted on generic tall twin buildings in close proximity. Light models of two identical generic tall buildings of square plan were mounted on DHFFB and the base wind loading exerted on the buildings was simultaneously acquired. The effects of the relative positions of the buildings on the correlations and coherences involving loading components on each building and on the two buildings were investigated. For some relative positions, the effects of the building proximity on the wind loading were significant and the loading was markedly different from that exerted on single buildings. In addition, the correlations between the loadings on the two buildings were high. These effects have potential to significantly impact, for example, the modally-coupled resonant responses of the buildings to the aerodynamic excitations. The presented results were not meant to be recommended for direct application in wind resistant design of tall twin buildings. They were intended to show that wind loading on tall buildings in close proximity is significantly different from that on single buildings and that it can be conveniently mapped using DHFFB.
Drag forces on a rectangular louvered panel, both as a free-standing structure and as a component in a generic low-rise building model, were obtained in a wind tunnel study. When tested in a building model, the porosity ratio of the wall opposite the louvered panel was varied to investigate its effect on the loading of the louvered panel. Both mean and pseudo-steady drag coefficients were obtained. Comparisons with the provisions for porous walls in contemporary loading standards indicate that for some opposite wall porosity ratios, the standards specify significantly different wind loads (larger and smaller) than obtained from this wind tunnel study.
Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
/
2012.11a
/
pp.267-268
/
2012
To evaluate the incoming salt quantitatively which is the reason of salt attack is a very important aspect to calculate the durability life of the structure. Incoming salt is influenced by various weather changes during the transmission and consequently, the changes of incoming salt quantity occur. Therefore, the study to analyze incoming salt quantity was executed which are changed by the weather environments (occurrence frequency of wind direction / wind speed); study results showed that influences to the changes of incoming salt quantity are bigger than those of wind speed, compared with the frequencies.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.