強風下高層建筑頂部結構飄板幕墻風振響應實驗分析

引入橫風力譜模型,分析了某高寬比為6的方形截面高層建筑在不同地貌和風速條件下的橫風向風振響應.同時考慮正氣動阻尼的影響,獲得該建筑在不同自振基頻下的風振響應及氣動阻尼影響的規(guī)律.分析結果表明,對于處于低粗糙度地貌并受較高風速作用的低頻建筑物,當計算其橫風向風振響應時,應適當考慮正氣動阻尼的影響,使計算結果更具真實性.

高層建筑上風壓場的某些區(qū)域具有明顯的非高斯特性,與傳統(tǒng)的高斯風壓場相比,非高斯風壓場會使幕墻結構的動力響應增大。從模擬非高斯風壓場入手,以幕墻結構節(jié)點位移根方差為比較對象,對幕墻結構等效模型進行動力分析,得出非高斯風壓場較高斯風壓場動力特性增大15%的結論。

一般復雜高層建筑的質(zhì)量中心和剛度中心不重合,由此產(chǎn)生結構平扭耦合響應。隨著高度的增加,高層建筑結構對風的作用愈加敏感,作用在結構上的風荷載成為控制結構設計的主要荷載。本文對具有剛度偏心的高層建筑結構的風振響應進行研究,通過有限元分析結果發(fā)現(xiàn):風作用于高層建筑結構時,結構剛度中心的偏移對結構響應有明顯的影響。

文章以某超高層建筑為工程背景,利用etabs9.7軟件模擬了該層結構所受的脈動風速過程,進行了不同風壓影響下的風振響應分析,模擬了5種非線性黏滯阻尼器的振動控制方案,并對不同方案的減振效果做出了對比分析。研究結果表明,該工程減振方案所用的黏滯流體阻尼器性能穩(wěn)定,可以有效降低結構風致振動響應,結構頂點位移和加速度響應的降幅最大達35.25%和37.50%。

基于風洞試驗數(shù)據(jù)和隨機振動理論,本文提出了矩形高層建筑橫風向風振響應簡化計算公式,這些簡化公式的提出將求高層建筑橫風向風振響應的復雜積分變?yōu)榉奖愕拇鷶?shù)運算。本文應用這些簡化公式對大量的矩形高層建筑實例進行了計算、分析。將本文提出的簡化公式計算結果與積分計算結果比較,相對誤差基本上在5%以內(nèi),因此本文提出的公式有較高的精度。用本文簡化公式計算得到的高層建筑橫風向風振響應與日本建筑荷載規(guī)范、加拿大國家建筑規(guī)范計算得到的橫風向風振響應比較,總體上差異較小。由于本文提出的簡化公式所依據(jù)的風洞試驗模型和數(shù)據(jù)較為精細,因此本文簡化公式有相當高的可靠性與合理性。

基于某典型高層建筑詳細的風洞試驗結果,計算分析了該結構的基礎等效靜風荷載及結構頂部峰值加速度響應,與前期的風洞試驗結果相對比,評估了不同風洞試驗條件和周邊建筑對試驗結果的影響,獲得的結果可以用于此結構的抗風設計以及居住者舒適度評估。

高層建筑的等效設計風荷載與風振響應研究——基于某典型高層建筑詳細的風洞試驗結果，計算分析了該結構的基礎等效靜風荷載及結構頂部峰值加速度響應，與前期的風洞試驗結果相對比，評估了不同風洞試驗條件和周邊建筑對試驗結果的影響，獲得的結果可以用于此結構...

一直以來,建筑屋頂?shù)耐怀龉δ芫褪强梢杂脕頁躏L遮雨,所以建筑頂部是構成建筑造構的重要因素之一。而現(xiàn)代社會中,重視對超高層建筑的頂部設計,需要重視關注建筑施工中應用的技術和方法,特別是對于建筑結構的技術以及運用的建筑材料的技術,在傳統(tǒng)的功能需求上,當前建筑頂部設計更加呈現(xiàn)出具有非常豐富的變化。文章就對此加以分析和論述。

一直以來,建筑屋頂?shù)耐怀龉δ芫褪强梢杂脕頁躏L遮雨,所以建筑頂部是構成建筑造構的重要因素之一.而現(xiàn)代社會中,重視對超高層建筑的頂部設計,需要重視關注建筑施工中應用的技術和方法,特別是對于建筑結構的技術以及運用的建筑材料的技術,在傳統(tǒng)的功能需求上,當前建筑頂部設計更加呈現(xiàn)出具有非常豐富的變化.文章就對此加以分析和論述.

高層建筑頂部造型在高層建筑設計中是十分重要的,它受到諸如功能要求、建筑法規(guī)、藝術性與視覺效應、環(huán)境與文脈等因素的影響和制約。要處理好高層建筑的頂部造型,就必須綜合考慮這些因素,采用恰當?shù)奶幚硎址?/p>

推導了高層建筑在脈動風荷載作用下考慮樁-土-結構相互作用時其順風向風振響應的計算公式,通過算例說明樁-土-結構相互作用對結構順風向風振響應有明顯的影響。一般而言,在結構的風振響應分析中,考慮相互作用并不總是安全的,在土中阻尼較小時,考慮相互作用后,結構彈性位移有可能會大于剛性地基的彈性位移,而結構總響應的幅值總是大于剛性基礎時響應的幅值,結構越是高柔,該現(xiàn)象越為明顯,考慮了樁-土-結構相互作用后有可能增加結構風振時的不舒適度。因此,在高層建筑的風振響應分析中應當綜合考慮樁-土-結構相互作用的影響。

脈動風作用下高聳塔結構風振響應研究

本文結合一工程實例，對位于高層建筑頂部的塔形網(wǎng)架的設計與地震反應進行了分析。在按照簡化方法［１］進行抗震設計后，應用時程分析法和振型分解反應譜法進行了抗震驗算，驗證了該簡化方法的安全性。討論了塔形網(wǎng)架的自振特性和抗震性能，并得出了一些有益的結論。

對處于強風地區(qū)復雜周邊環(huán)境下的某方形截面超高層建筑分別進行了剛性模型測壓試驗和高頻天平測力試驗?；跍y壓試驗得到的結構表面的風壓分布,采用隨機振動理論,進行了風致振動響應計算,結果表明其上下一致的方形截面導致漩渦脫落強烈,強風下橫風向渦激響應非常顯著,值得重視。在高頻天平測力試驗得到的基底彎矩譜上同樣可以看到在渦脫頻率附近的顯著峰值?；诨讖澗刈V試驗值同樣計算了結構的風致振動響應,其結果與基于剛性模型測壓試驗計算的各響應非常接近,從而驗證了2種試驗方法的可靠性。

整體鋼平臺模板體系是適應超高層建筑主體施工需要的新型模板體系,在我國有廣泛的應用前景。超高層建筑高度大、施工周期長,模板體系受風荷載影響較大,對模板體系的風振響應進行分析有利于保證其使用安全。通過建立整體鋼平臺模板體系和建筑結構共同工作的分析模型,考慮建筑結構剛度的不確定性,以矩陣攝動理論為基礎,采用子區(qū)間分析法求解整個體系在脈動風作用下的動力響應,結果表明,模板體系動力響應的不確定性較大。

結合自然通風的基本原理和一些建筑實例,分析了現(xiàn)代建筑屋頂在建筑各種自然通風系統(tǒng)中的作用,提出了屋頂應采取的相關構造措施,以節(jié)約建筑能耗,保護人類身心健康。

1 七、高層建筑（高聳結構）的順風向和橫風向振動 i.概述 順風向和橫風向 順風向---抖振機制 橫風向---機制復雜（高層建筑：紊流+尾流+氣動彈性） 研究方法 順風向： (1)平均風壓（整體型系數(shù)）----準定常風力----隨機振動方法計算--- 振動響應 (2)同步測壓----脈動風力分布---隨機振動方法計算---振動響應（不 能應用于格構式高聳結構） (3)高頻動態(tài)測力天平---一階廣義風荷載---振動響應計算 (4)氣動彈性模型試驗----直接獲得振動響應 橫風向： (1)同步測壓----脈動風力分布---隨機振動方法計算---振動響應（不 能應用于格構式高聳結構） (2)高頻動態(tài)測力天平---一階廣義風荷載---振動響應計算 (3)氣動彈性模型試驗----直接獲得和振動響應 ii、高層建筑風壓分布特性 2．1概述

精品文檔 精品文檔 七、高層建筑（高聳結構）的順風向和橫風向振動 i.概述 順風向和橫風向 順風向---抖振機制 橫風向---機制復雜（高層建筑：紊流+尾流+氣動彈性） 研究方法 順風向： (1)平均風壓（整體型系數(shù)）----準定常風力----隨機振動方法計算--- 振動響應 (2)同步測壓----脈動風力分布---隨機振動方法計算---振動響應（不 能應用于格構式高聳結構） (3)高頻動態(tài)測力天平---一階廣義風荷載---振動響應計算 (4)氣動彈性模型試驗----直接獲得振動響應 橫風向： (1)同步測壓----脈動風力分布---隨機振動方法計算---振動響應（不 能應用于格構式高聳結構） (2)高頻動態(tài)測力天平---一階廣義風荷載---振動響應計算 (3)氣動彈性模型試驗----直接獲得和振動響應 ii、高層建筑風壓分布特性

把高層建筑主體和頂部塔形網(wǎng)架作為一個整體結構進行自振特性分析，并用反應譜法和時程分析法計算塔架頂點的動力反應，指出下部主體結構對塔架的動力反應有較大影響，把塔架設計成剛度較大，質(zhì)量較小可以減少其鞭梢效應。

頂部造型設計是高層建筑設計的重要內(nèi)容，作為城市文化形象的展示載體，在頂部造型設計中體現(xiàn)地域文化特色，賦予建筑整體功能的美學內(nèi)涵。本文將從頂部造型設計中的常見問題出發(fā)，就其城市文化精神缺失展開探討，并提出高層建筑頂部造型在形似與神和中的魅力設計思路。

大型超高層建筑結構具有自由度數(shù)龐大、小阻尼及振型密集等特點,針對傳統(tǒng)方法在處理大型復雜實際結構受多點隨機激勵中存在計算效率比較低或精確性不高等不足,提出了基于虛擬激勵法的復雜超高聳結構的隨機風振響應分析方法.運用虛擬激勵法將脈動風荷載作用下的多點激勵轉化為簡諧虛擬激勵向量,并根據(jù)平穩(wěn)隨機理論推導出相應風振響應的表達式,自動計入了多點風激勵的空間相關性和振型間的相關性.以目前在建的深圳第一高樓——深圳金基大廈為算例,分析結果驗證了方法的有效性和準確性,可以提高多點隨機激勵響應的計算效率和精確度,在大型高層實際工程風振響應計算分析中有較強的實用價值.

本文結合一工程實例，對位于高層建筑頂部的塔形網(wǎng)架的自振特性進行了分析，著重介紹了模型的簡化過程；對結構輸入水平兩個方向的地震波（天津寧河波和ｅ１－ｃｅｎｔｒｏ波），用逐步積分法求解了網(wǎng)架的時程反應，同時應用反應理論對網(wǎng)架的動力反應作了進一步的研究，并得出一些有益的結論。