本科技成果来源于国家自然科学基金面上项目：强/台风作用下群体超高层建筑风环境及风效应同步监测应用新技术的研究，编号51078096。 广州和深圳地处我国东南沿海地区经济发达的珠三角地区，每年会遭受多次台风或强风的袭击，由于超高层建筑结构的自振频率较低，同强/台风荷载的主要频率段比较接近，其结构的风荷载和风致响应是该地区超高层建筑安全性和适用性设计的重要控制指标。高层建筑风致响应的研究可以通过风洞实验、计算流体动力学(CFD)数值模拟和现场原型实测等三种手段加以实现。其中现场原型实测是获得超高层建筑物结构动力特性参数和评价风对建筑物影响状况的最直接方法。

    但是强/台风作用下群体超高层建筑风环境及风效应同步监测，目前仍所存在如下主要问题：目前大部分都是基于单座高层建筑物的测试，而仅有的几个多点测量的实例均在大陆之外的地区进行。超高层建筑风效应的现场实测目前还主要集中于测量结构在强/台风作用下的位移和加速度，但对于建筑物外表面及围护结构的表面风压及其水平、竖向相关性现场实测的实例还很少。在强/台作用下群体超高层建筑风环境及风效应同步监测工作中，将集中于高层建筑密集区的多座超高层建筑的风速测量、建筑表面风压测量和结构的风致响应测量的同步进行，需要建立自动化程度要求高的现场及远程监测系统，但目前此类系统还非常缺乏。另外现场实测和风洞实验的一致性研究还比较少，如何通过现场实测来优化及改进风洞实验模拟技术，也是我国风工程研究的一项重要内容。

    因此本科技成果利用广州珠江新城区三座超高层建筑为研究对象，对多个超高层建筑在不同高度处的风环境及风效应进行了多点同步监测的研究。通过应用信号采集时钟同步技术，构建了强/台风作用下群体超高层建筑风环境及风效应的分布式远程同步监测系统，获得了城市高空的台风风场特性、结构风效应以及不同高度风速、风压的竖向相关性等数据。同时运用Hilbert-Huang 变换，对具有非稳态特征的实测数据进行了时-频分析。另一方面，将原型实测同风洞试验等结果进行比较，对风洞试验模拟方法提出了相应的改进措施。本科技成果是一个以原型实测为主、风洞试验等为辅的综合性研究，其研究成果可为超高层建筑结构的抗风设计提供重要参考和科学依据。

    通过本科技成果中对超高层建筑高空风环境和结构风致动力响应、结构动力特性、关键受力杆件的应力应变以及整体结构的水平位移等进行的全面监测，以及现场实测及模拟仿真，风洞实验结果的对比分析，可为超高层建筑的结构动力特征状态，风致效应的评估提供重要参考，通过上述监测系统的实施，还可确保高层建筑处于良好的运营状态，同时为建筑物在灾害性天气下的启动应急预案提供了决策依据，可以产生显著的经济和社会效益。