估算高層建筑順風(fēng)向等效風(fēng)荷載和響應(yīng)簡(jiǎn)化方法

高層建筑的等效設(shè)計(jì)風(fēng)荷載與風(fēng)振響應(yīng)研究——基于某典型高層建筑詳細(xì)的風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算分析了該結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)等效靜風(fēng)荷載及結(jié)構(gòu)頂部峰值加速度響應(yīng)，與前期的風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比，評(píng)估了不同風(fēng)洞試驗(yàn)條件和周邊建筑對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，獲得的結(jié)果可以用于此結(jié)構(gòu)...

基于某典型高層建筑詳細(xì)的風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果,計(jì)算分析了該結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)等效靜風(fēng)荷載及結(jié)構(gòu)頂部峰值加速度響應(yīng),與前期的風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比,評(píng)估了不同風(fēng)洞試驗(yàn)條件和周邊建筑對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響,獲得的結(jié)果可以用于此結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)以及居住者舒適度評(píng)估。

從懸臂梁振動(dòng)理論出發(fā),討論了高層建筑風(fēng)響應(yīng)的計(jì)算以及在風(fēng)洞中利用高頻天平測(cè)量高層建筑風(fēng)荷載的原理,并進(jìn)一步分析討論了沿建筑物高度分布的平均風(fēng)力、脈動(dòng)風(fēng)力、風(fēng)致振動(dòng)慣性力以及建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所需要的等效靜態(tài)風(fēng)荷載的確定問(wèn)題,指出了所提方法的局限性和應(yīng)用范圍,可為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的風(fēng)荷載確定提供參考.分析結(jié)果表明,求沿高層建筑高度分布的等效靜態(tài)風(fēng)荷載的方法適用于順風(fēng)向風(fēng)力,在應(yīng)用于橫風(fēng)向風(fēng)力時(shí)由于渦脫落力的影響有理論誤差.

以重慶賓館為工程背景,制作了縮尺比為1∶300的試驗(yàn)?zāi)Ｐ?并進(jìn)行了剛性模型同步測(cè)壓風(fēng)洞試驗(yàn),采集了重慶賓館建筑表面的脈動(dòng)風(fēng)壓時(shí)程。風(fēng)洞試驗(yàn)包括有周邊建筑和無(wú)周邊建筑兩類工況。采用風(fēng)洞試驗(yàn)的脈動(dòng)風(fēng)壓時(shí)程數(shù)據(jù),考慮該高層建筑2個(gè)主軸方向的前4階彎曲模態(tài),進(jìn)行了其風(fēng)致響應(yīng)研究,得到了建筑頂部的位移響應(yīng)和加速度響應(yīng),并進(jìn)行了人體舒適度驗(yàn)算。采用慣性風(fēng)荷載法,研究了建筑主軸方向的等效靜力風(fēng)荷載。結(jié)果表明:對(duì)于高度為300m的混凝土高層建筑,僅考慮1階模態(tài)進(jìn)行風(fēng)致響應(yīng)分析,位移響應(yīng)能滿足工程精度的要求,但加速度響應(yīng)誤差較大,至少應(yīng)考慮前4階模態(tài);重慶賓館10年重現(xiàn)期下建筑頂部的峰值加速度為0.144m/s2,滿足舒適度限制要求;橫風(fēng)向平均風(fēng)荷載較小,但慣性風(fēng)荷載較大。

超高層建筑的風(fēng)振響應(yīng)及等效靜風(fēng)荷載研究——為避免中國(guó)現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(gb50009-2001)中所采用的風(fēng)振系數(shù)僅考慮結(jié)構(gòu)的1階振型，而不考慮周圍環(huán)境影響對(duì)體型不規(guī)則超高層建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)造成的不合理性，采用風(fēng)洞試驗(yàn)與風(fēng)振動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算分析相結(jié)合的...

在確定高層建筑順風(fēng)向風(fēng)致響應(yīng)及等效靜力風(fēng)荷載時(shí),順風(fēng)向荷載的豎向相干函數(shù)是非常重要的因素之一。目前的大多數(shù)研究均是以風(fēng)速的相干函數(shù)來(lái)代替風(fēng)壓的相干函數(shù),導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的誤差較大。根據(jù)多個(gè)高層建筑模型表面測(cè)壓風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果,詳細(xì)分析高層建筑脈動(dòng)阻力在b、d兩類風(fēng)場(chǎng)中的豎向相干特性,給出順風(fēng)向阻力豎向相干函數(shù)衰減指數(shù)cdz的公式,并與有關(guān)文獻(xiàn)中提出的davenport、shiotani、eccs等三種風(fēng)速相干函數(shù)的表達(dá)公式進(jìn)行比較,指出阻力相干性要明顯大于風(fēng)速相干性。結(jié)合準(zhǔn)定常理論,計(jì)算一棟實(shí)際高層建筑的順風(fēng)向風(fēng)致響應(yīng)。結(jié)果表明:利用給出的阻力豎向相干函數(shù)得到的結(jié)果與根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果相吻合,而其他幾種表達(dá)公式導(dǎo)致的響應(yīng)誤差則較大,最大可達(dá)30%。

高層建筑橫風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)和等效靜風(fēng)荷載備受風(fēng)工程和結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域的關(guān)注。橫風(fēng)向風(fēng)荷載產(chǎn)生機(jī)理復(fù)雜,一般認(rèn)為主要來(lái)源于紊流、尾流及旋渦脫落和氣動(dòng)阻尼。橫風(fēng)向風(fēng)振主要是旋渦脫落下的渦激振動(dòng),各國(guó)規(guī)范大都規(guī)定圓柱體橫風(fēng)向渦激振動(dòng)是確定性振動(dòng),非圓截面要依據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)確定。該文綜合眾多試驗(yàn)研究,提出了在準(zhǔn)定常理論不適用情況下的隨機(jī)振動(dòng)分析方法,建立了超高層建筑的橫風(fēng)向等效靜風(fēng)荷載的計(jì)算模型。引入橫風(fēng)力譜,考慮氣動(dòng)阻尼,對(duì)某矩形截面建筑進(jìn)行了等效靜風(fēng)荷載分析,并對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明,按隨機(jī)振動(dòng)理論建立計(jì)算模型是可行的,當(dāng)計(jì)算橫風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)時(shí),應(yīng)適當(dāng)考慮正氣動(dòng)阻尼的影響,使計(jì)算結(jié)果更具真實(shí)性。

第23卷第7期vol.23no.7工程力學(xué) 2006年7月july2006engineeringmechanics93 ——————————————— 收稿日期：2004-10-14；修改日期：2005-05-14 基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體科學(xué)基金(50321003)；教育部“高等學(xué)校骨干教師資助計(jì)劃”聯(lián)合資助 作者簡(jiǎn)介：*顧明(1957)，男，江蘇興化人，教授，博導(dǎo)，長(zhǎng)江學(xué)者，主要從事結(jié)構(gòu)抗風(fēng)研究(e-mail:minggu@mail.#edu.cn)； 葉豐(1977)，男，江西上饒人，博士生，主要從事結(jié)構(gòu)抗風(fēng)研究。 文章編號(hào)：1000-4750(2006)07-0093-06 高層建筑風(fēng)致響應(yīng)和等效靜力風(fēng)荷載的特征 *顧明，葉豐 (同濟(jì)大學(xué)土木工程防災(zāi)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200092) 摘

工程力學(xué)97 0 50 100 150 200 250 300 0.02.0x1094.0x1096.0x1098.0x1091.0x1010 順風(fēng)向彎矩/(n·m) he ig ht /m 均值 背景分量 共振分量 總量 0 50 100 150 200 250 300 0.03.0x1096.0x1099.0x1091.2x1010 橫風(fēng)向彎矩/(n·m) he ig ht /m 背景分量 共振分量 總量 圖3選定建筑在d類風(fēng)場(chǎng)中的彎矩響應(yīng) fig.3bendingmomentofbuildinginterraincategoryd 3.2響應(yīng)和廣義陣風(fēng)效應(yīng)因子隨風(fēng)速的變化特征 本節(jié)討論響應(yīng)和ggef隨風(fēng)速的變化。計(jì)算了 不同風(fēng)速下所選建筑在b類風(fēng)場(chǎng)中的順、橫風(fēng)向的

詳細(xì)討論了高層建筑風(fēng)致振動(dòng)和等效靜力風(fēng)荷載的計(jì)算方法及其特征。將結(jié)構(gòu)風(fēng)致響應(yīng)分解為平均響應(yīng)、動(dòng)力響應(yīng)的背景分量和共振分量,給出了相應(yīng)的計(jì)算公式;還給出了背景和共振等效靜力風(fēng)荷載的計(jì)算公式,提出了等效靜力風(fēng)荷載組合的一種簡(jiǎn)便方法,并討論了計(jì)算背景分量的qml法和lrc法的差異。最后,以一典型高層建筑為算例,討論了高層建筑風(fēng)致響應(yīng)和等效靜力風(fēng)荷載的主要特征。

高層建筑等效靜力風(fēng)荷載分析

基于風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)和隨機(jī)振動(dòng)理論,本文提出了矩形高層建筑橫風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)簡(jiǎn)化計(jì)算公式,這些簡(jiǎn)化公式的提出將求高層建筑橫風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)的復(fù)雜積分變?yōu)榉奖愕拇鷶?shù)運(yùn)算。本文應(yīng)用這些簡(jiǎn)化公式對(duì)大量的矩形高層建筑實(shí)例進(jìn)行了計(jì)算、分析。將本文提出的簡(jiǎn)化公式計(jì)算結(jié)果與積分計(jì)算結(jié)果比較,相對(duì)誤差基本上在5%以內(nèi),因此本文提出的公式有較高的精度。用本文簡(jiǎn)化公式計(jì)算得到的高層建筑橫風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)與日本建筑荷載規(guī)范、加拿大國(guó)家建筑規(guī)范計(jì)算得到的橫風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)比較,總體上差異較小。由于本文提出的簡(jiǎn)化公式所依據(jù)的風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛿?shù)據(jù)較為精細(xì),因此本文簡(jiǎn)化公式有相當(dāng)高的可靠性與合理性。

該文應(yīng)用振型加速度法求解高層建筑的順風(fēng)向風(fēng)致隨機(jī)內(nèi)力響應(yīng),得到以恢復(fù)力表示的包含擬靜力項(xiàng)和慣性力項(xiàng)的內(nèi)力解。在此基礎(chǔ)上提出了基于風(fēng)致內(nèi)力的等效靜力荷載及簡(jiǎn)化分布公式?？疾炝四壳皣?guó)內(nèi)外多種等效靜力荷載方法的有效性,最后通過(guò)數(shù)值算例的比較說(shuō)明該方法具有適用范圍廣、精度高、收斂快的特點(diǎn)。

作為對(duì)高層建筑起控制作用的風(fēng)致振動(dòng)；順風(fēng)向響應(yīng)在抗風(fēng)設(shè)計(jì)中尤為重要.多國(guó)風(fēng)荷載規(guī)范均給出了典型的矩形斷面形式的高層建筑順風(fēng)向響應(yīng)計(jì)算方法；但不同的計(jì)算方法導(dǎo)致結(jié)果存在偏差.以某矩形高層建筑為例；基于風(fēng)洞試驗(yàn)比較研究中國(guó)、美國(guó)及加拿大規(guī)范計(jì)算方法.研究表明:因平均風(fēng)速定義的差異；中國(guó)風(fēng)振系數(shù)取值要高于美國(guó)的陣風(fēng)影響系數(shù)；相比頻域法的計(jì)算結(jié)果；中國(guó)規(guī)范中采用的慣性風(fēng)荷載法計(jì)算結(jié)果偏大；在相同風(fēng)荷載作用下；中國(guó)和加拿大規(guī)范方法得到的順風(fēng)向最大位移響應(yīng)值偏大；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)偏于保守.美國(guó)規(guī)范的計(jì)算結(jié)果相對(duì)偏??；相對(duì)偏于不安全；相比于加拿大陣風(fēng)荷載因子法；中國(guó)慣性風(fēng)荷載法風(fēng)致響應(yīng)偏小.

?????????????????????????????????????http://d.g.wanfangdata.com.cn/thesis_y1781695.aspx??????????????(dllg)?????8b7ae8dd-d2be-4963-960e-9ea80115cce5?????2011?3?16?

　　收稿日期:2005-05-11 　　作者簡(jiǎn)介:張建國(guó)(1974-),男,在職博士生,廈門(mén)大學(xué)土木工程系講師,主要從事結(jié)構(gòu)工程研究. 文章編號(hào):167124229(2005)0620532205 高層建筑靜力等效風(fēng)荷載研究 張建國(guó)1,2,顧　明1,張永山3 (1.同濟(jì)大學(xué)土木工程防災(zāi)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上?！?00092;2.廈門(mén)大學(xué)土木工程系,福建廈門(mén)　361005; 3.廣州大學(xué)土木工程學(xué)院,廣東廣州　510006) 摘　要:靜力等效風(fēng)荷載是聯(lián)系風(fēng)工程師和結(jié)構(gòu)工程師的紐帶,在國(guó)內(nèi)外的風(fēng)荷載規(guī)范中都具有重要意義.文 章系統(tǒng)地介紹了國(guó)內(nèi)外對(duì)高層建筑靜力等效風(fēng)荷載的研究成果,闡述了各種靜力等效風(fēng)荷載的物理意義,比較 了各自的優(yōu)缺點(diǎn),以供我國(guó)有關(guān)研究和設(shè)計(jì)人員參考. 關(guān)鍵詞:高層建筑;靜力

分析了某高層建筑的多通道同步測(cè)壓風(fēng)洞試驗(yàn)。利用隨機(jī)振動(dòng)理論計(jì)算了結(jié)構(gòu)等效靜力風(fēng)荷載,分析了風(fēng)荷載隨風(fēng)向的變化關(guān)系,計(jì)算了結(jié)構(gòu)頂部峰值加速度響應(yīng),對(duì)居住者舒適度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

超高層建筑結(jié)構(gòu)橫風(fēng)向風(fēng)荷載研究——對(duì)于超高層建筑結(jié)構(gòu)，我國(guó)荷載規(guī)范只給出了順風(fēng)向的抗風(fēng)設(shè)計(jì)方法，對(duì)于橫風(fēng)向風(fēng)荷載則并沒(méi)有給出規(guī)定。而在實(shí)際工程中的超高層建筑，有時(shí)橫風(fēng)向風(fēng)荷載遠(yuǎn)大于順風(fēng)項(xiàng)，為控制荷載，因此目前我國(guó)荷載規(guī)范在超結(jié)構(gòu)的橫風(fēng)向抗風(fēng)設(shè)...

第07卷第10期中國(guó)水運(yùn)vol.7no.10 2007年10月chinawatertransportoctober2007 收稿日期：2007-7-11 作者簡(jiǎn)介：蔡志波男（1973—）江漢油田設(shè)計(jì)院勘察室工程師（433123） 研究方向：巖土工程 高層建筑風(fēng)荷載及抗風(fēng)設(shè)計(jì) 蔡志波 摘要：隨著輕質(zhì)高強(qiáng)新型建筑材料的不斷涌現(xiàn)，高層建筑不但建筑形式變化多樣，而且結(jié)構(gòu)體型也朝著高大、輕 柔的方向發(fā)展。故風(fēng)對(duì)高層建筑的影響越來(lái)越大。所以必須認(rèn)真對(duì)待高層建筑中風(fēng)荷載。本文通過(guò)簡(jiǎn)述風(fēng)的起因、 風(fēng)的特征、風(fēng)壓及

弦支穹頂結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載響應(yīng)研究——弦支穹頂結(jié)構(gòu)是由單層網(wǎng)殼和張拉整體復(fù)合而成的空間結(jié)構(gòu)。將水平風(fēng)荷載和豎向風(fēng)荷載分別分為靜風(fēng)荷載和脈動(dòng)風(fēng)載。討論了荷載作用下跨度為35.4m和70.8m兩個(gè)典型弦支穹項(xiàng)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移響應(yīng),并與相應(yīng)的單層網(wǎng)殼進(jìn)行了對(duì)比分析。...

高層建筑局部構(gòu)件的風(fēng)荷載效應(yīng)——高層建筑中局部構(gòu)件的質(zhì)量在總體結(jié)構(gòu)分析時(shí)，往往作為靜荷載加到各層樓面，這在動(dòng)力分析中相當(dāng)于局部構(gòu)件與主體剛結(jié)，與實(shí)際情況比較吻合。盡管它們之間可有彈性變形，但這種變形狀態(tài)對(duì)于主體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性的影響極其微小。因...

**資訊http://www.***.*** **資訊http://www.***.*** **資訊http://www.***.***