螺旋形高层建筑

风荷载显著降低

螺旋外形抑制涡激脱落，使风荷载谱带宽增大、峰值降低，从而减小基底力矩响应。

Kanghui, Han · 沈国辉 · 余世策

Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 2026

技术优势

抑制涡激脱落

螺旋外形打乱了沿高度方向规则脱落的旋涡，使横风向和扭转方向的风荷载谱带宽增大、峰值降低。

扭转角90°内效果最显著

增大扭转角对涡激脱落的抑制作用主要在扭转角小于90°时体现，超过90°后进一步提高扭转角收益有限。

降低脉动基底力矩

由于涡激脱落被抑制，横风向和扭转方向的脉动基底力矩系数显著减小。

减小最大平均扭矩

扭转角显著降低了最大平均基底扭矩系数绝对值，对扭转敏感的结构有利。

应用场景

• 高层建筑设计：在初步设计阶段采用螺旋外形即可降低风荷载需求，无需复杂附加装置。
• 建筑抗风：通过外形优化从源头减小风致响应，提升结构抗风安全性。
• 风工程：提供不同扭转角和地貌类别下的基底风荷载系数估算公式，便于工程应用。
• 结构风荷载：螺旋外形可改变风荷载分布特征，降低极值响应。