上海东方明珠广播电视塔的抗风性能研究是一个涉及建筑结构、空气动力学和材料科学等多学科领域的重要课题。以下是对东方明珠塔抗风性能研究的概述:

1. 结构设计

东方明珠塔采用多筒结构,其主体由三根直径9米、高287米的空心擎天大柱构成,大柱间通过6米高的横梁相连。在93米标高处,塔身由三根直径7米的斜柱支撑,斜柱与地面呈60度交角。这种设计不仅增强了塔体的稳定性,也提高了其抗风性能。

2. 钢结构圆球与斜撑

在塔身112米、295米和350米的高空,分别悬挂着上千吨的三个钢结构圆球,这些圆球通过斜撑与塔身连接。这种设计使得塔体在强风中可以像帆船一样调整姿态,从而减少风对塔体的直接冲击。

3. 抗震标准

东方明珠塔的设计抗震标准非常高,其设计为“7级不动,8级不裂,9级不倒”。这意味着塔体在遭遇强烈地震时,依然能够保持结构完整,不会出现倒塌或严重损坏。

4. 风洞试验

在塔体设计阶段,科研人员对东方明珠塔进行了大量的风洞试验。这些试验旨在模拟不同风速和风向条件下的风荷载,从而验证塔体的抗风性能。通过风洞试验,科研人员可以优化塔体的设计,减少风荷载对塔体的影响。

5. 材料选择

东方明珠塔采用钢筋混凝土结构,这种材料具有高强度和良好的抗风性能。此外,塔体表面的涂层材料也经过特殊设计,以减少风对塔体的侵蚀。

6. 空气动力学原理

东方明珠塔的设计充分考虑了空气动力学原理。在强风中,塔体可以像帆船一样调整姿态,减少风对塔体的直接冲击。此外,塔体的多筒结构也有助于分散风荷载,提高抗风性能。

7. 实际表现

东方明珠塔自1995年投入使用以来,已成功经受住了多次强风和台风的考验,证明了其卓越的抗风性能。

综上所述,上海东方明珠广播电视塔在抗风性能方面进行了深入的研究和设计,确保了塔体在极端天气条件下的安全稳定。