強(qiáng)風(fēng)下高層建筑頂部結(jié)構(gòu)飄板幕墻風(fēng)振響應(yīng)實(shí)驗(yàn)分析

引入橫風(fēng)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(fēng)速條件下的橫風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng).同時(shí)考慮正氣動(dòng)阻尼的影響,獲得該建筑在不同自振基頻下的風(fēng)振響應(yīng)及氣動(dòng)阻尼影響的規(guī)律.分析結(jié)果表明,對(duì)于處于低粗糙度地貌并受較高風(fēng)速作用的低頻建筑物,當(dāng)計(jì)算其橫風(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.

高層建筑上風(fēng)壓場(chǎng)的某些區(qū)域具有明顯的非高斯特性,與傳統(tǒng)的高斯風(fēng)壓場(chǎng)相比,非高斯風(fēng)壓場(chǎng)會(huì)使幕墻結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)增大。從模擬非高斯風(fēng)壓場(chǎng)入手,以幕墻結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)位移根方差為比較對(duì)象,對(duì)幕墻結(jié)構(gòu)等效模型進(jìn)行動(dòng)力分析,得出非高斯風(fēng)壓場(chǎng)較高斯風(fēng)壓場(chǎng)動(dòng)力特性增大15%的結(jié)論。

一般復(fù)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(jié)構(gòu)平扭耦合響應(yīng)。隨著高度的增加,高層建筑結(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)的作用愈加敏感,作用在結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載成為控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要荷載。本文對(duì)具有剛度偏心的高層建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)進(jìn)行研究,通過(guò)有限元分析結(jié)果發(fā)現(xiàn):風(fēng)作用于高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí),結(jié)構(gòu)剛度中心的偏移對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)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(jié)構(gòu)所受的脈動(dòng)風(fēng)速過(guò)程,進(jìn)行了不同風(fēng)壓影響下的風(fēng)振響應(yīng)分析,模擬了5種非線(xiàn)性黏滯阻尼器的振動(dòng)控制方案,并對(duì)不同方案的減振效果做出了對(duì)比分析。研究結(jié)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(jié)構(gòu)風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng),結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移和加速度響應(yīng)的降幅最大達(dá)35.25%和37.50%。

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?xún)?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。

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。

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)...

一直以來(lái),建筑屋頂?shù)耐怀龉δ芫褪强梢杂脕?lái)?yè)躏L(fēng)遮雨,所以建筑頂部是構(gòu)成建筑造構(gòu)的重要因素之一。而現(xiàn)代社會(huì)中,重視對(duì)超高層建筑的頂部設(shè)計(jì),需要重視關(guān)注建筑施工中應(yīng)用的技術(shù)和方法,特別是對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的技術(shù)以及運(yùn)用的建筑材料的技術(shù),在傳統(tǒng)的功能需求上,當(dāng)前建筑頂部設(shè)計(jì)更加呈現(xiàn)出具有非常豐富的變化。文章就對(duì)此加以分析和論述。

一直以來(lái),建筑屋頂?shù)耐怀龉δ芫褪强梢杂脕?lái)?yè)躏L(fēng)遮雨,所以建筑頂部是構(gòu)成建筑造構(gòu)的重要因素之一.而現(xiàn)代社會(huì)中,重視對(duì)超高層建筑的頂部設(shè)計(jì),需要重視關(guān)注建筑施工中應(yīng)用的技術(shù)和方法,特別是對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的技術(shù)以及運(yùn)用的建筑材料的技術(shù),在傳統(tǒng)的功能需求上,當(dāng)前建筑頂部設(shè)計(jì)更加呈現(xiàn)出具有非常豐富的變化.文章就對(duì)此加以分析和論述.

高層建筑頂部造型在高層建筑設(shè)計(jì)中是十分重要的,它受到諸如功能要求、建筑法規(guī)、藝術(shù)性與視覺(jué)效應(yīng)、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(dāng)?shù)奶幚硎址?/p>

推導(dǎo)了高層建筑在脈動(dòng)風(fēng)荷載作用下考慮樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用時(shí)其順風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)的計(jì)算公式,通過(guò)算例說(shuō)明樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用對(duì)結(jié)構(gòu)順風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)有明顯的影響。一般而言,在結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)分析中,考慮相互作用并不總是安全的,在土中阻尼較小時(shí),考慮相互作用后,結(jié)構(gòu)彈性位移有可能會(huì)大于剛性地基的彈性位移,而結(jié)構(gòu)總響應(yīng)的幅值總是大于剛性基礎(chǔ)時(shí)響應(yīng)的幅值,結(jié)構(gòu)越是高柔,該現(xiàn)象越為明顯,考慮了樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用后有可能增加結(jié)構(gòu)風(fēng)振時(shí)的不舒適度。因此,在高層建筑的風(fēng)振響應(yīng)分析中應(yīng)當(dāng)綜合考慮樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用的影響。

脈動(dòng)風(fēng)作用下高聳塔結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)研究

本文結(jié)合一工程實(shí)例，對(duì)位于高層建筑頂部的塔形網(wǎng)架的設(shè)計(jì)與地震反應(yīng)進(jìn)行了分析。在按照簡(jiǎn)化方法［１］進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)后，應(yīng)用時(shí)程分析法和振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行了抗震驗(yàn)算，驗(yàn)證了該簡(jiǎn)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(jié)論。

對(duì)處于強(qiáng)風(fēng)地區(qū)復(fù)雜周邊環(huán)境下的某方形截面超高層建筑分別進(jìn)行了剛性模型測(cè)壓試驗(yàn)和高頻天平測(cè)力試驗(yàn)?；跍y(cè)壓試驗(yàn)得到的結(jié)構(gòu)表面的風(fēng)壓分布,采用隨機(jī)振動(dòng)理論,進(jìn)行了風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算,結(jié)果表明其上下一致的方形截面導(dǎo)致漩渦脫落強(qiáng)烈,強(qiáng)風(fēng)下橫風(fēng)向渦激響應(yīng)非常顯著,值得重視。在高頻天平測(cè)力試驗(yàn)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(yàn)值同樣計(jì)算了結(jié)構(gòu)的風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng),其結(jié)果與基于剛性模型測(cè)壓試驗(yàn)計(jì)算的各響應(yīng)非常接近,從而驗(yàn)證了2種試驗(yàn)方法的可靠性。

整體鋼平臺(tái)模板體系是適應(yīng)超高層建筑主體施工需要的新型模板體系,在我國(guó)有廣泛的應(yīng)用前景。超高層建筑高度大、施工周期長(zhǎng),模板體系受風(fēng)荷載影響較大,對(duì)模板體系的風(fēng)振響應(yīng)進(jìn)行分析有利于保證其使用安全。通過(guò)建立整體鋼平臺(tái)模板體系和建筑結(jié)構(gòu)共同工作的分析模型,考慮建筑結(jié)構(gòu)剛度的不確定性,以矩陣攝動(dòng)理論為基礎(chǔ),采用子區(qū)間分析法求解整個(gè)體系在脈動(dòng)風(fēng)作用下的動(dòng)力響應(yīng),結(jié)果表明,模板體系動(dòng)力響應(yīng)的不確定性較大。

結(jié)合自然通風(fēng)的基本原理和一些建筑實(shí)例,分析了現(xiàn)代建筑屋頂在建筑各種自然通風(fēng)系統(tǒng)中的作用,提出了屋頂應(yīng)采取的相關(guān)構(gòu)造措施,以節(jié)約建筑能耗,保護(hù)人類(lèi)身心健康。

1 七、高層建筑（高聳結(jié)構(gòu)）的順風(fēng)向和橫風(fēng)向振動(dòng) i.概述 順風(fēng)向和橫風(fēng)向 順風(fēng)向---抖振機(jī)制 橫風(fēng)向---機(jī)制復(fù)雜（高層建筑：紊流+尾流+氣動(dòng)彈性） 研究方法 順風(fēng)向： (1)平均風(fēng)壓（整體型系數(shù)）----準(zhǔn)定常風(fēng)力----隨機(jī)振動(dòng)方法計(jì)算--- 振動(dòng)響應(yīng) (2)同步測(cè)壓----脈動(dòng)風(fēng)力分布---隨機(jī)振動(dòng)方法計(jì)算---振動(dòng)響應(yīng)（不 能應(yīng)用于格構(gòu)式高聳結(jié)構(gòu)） (3)高頻動(dòng)態(tài)測(cè)力天平---一階廣義風(fēng)荷載---振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算 (4)氣動(dòng)彈性模型試驗(yàn)----直接獲得振動(dòng)響應(yīng) 橫風(fēng)向： (1)同步測(cè)壓----脈動(dòng)風(fēng)力分布---隨機(jī)振動(dòng)方法計(jì)算---振動(dòng)響應(yīng)（不 能應(yīng)用于格構(gòu)式高聳結(jié)構(gòu)） (2)高頻動(dòng)態(tài)測(cè)力天平---一階廣義風(fēng)荷載---振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算 (3)氣動(dòng)彈性模型試驗(yàn)----直接獲得和振動(dòng)響應(yīng) ii、高層建筑風(fēng)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(jié)構(gòu)）的順風(fēng)向和橫風(fēng)向振動(dòng) i.概述 順風(fēng)向和橫風(fēng)向 順風(fēng)向---抖振機(jī)制 橫風(fēng)向---機(jī)制復(fù)雜（高層建筑：紊流+尾流+氣動(dòng)彈性） 研究方法 順風(fēng)向： (1)平均風(fēng)壓（整體型系數(shù)）----準(zhǔn)定常風(fēng)力----隨機(jī)振動(dòng)方法計(jì)算--- 振動(dòng)響應(yīng) (2)同步測(cè)壓----脈動(dòng)風(fēng)力分布---隨機(jī)振動(dòng)方法計(jì)算---振動(dòng)響應(yīng)（不 能應(yīng)用于格構(gòu)式高聳結(jié)構(gòu)） (3)高頻動(dòng)態(tài)測(cè)力天平---一階廣義風(fēng)荷載---振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算 (4)氣動(dòng)彈性模型試驗(yàn)----直接獲得振動(dòng)響應(yīng) 橫風(fēng)向： (1)同步測(cè)壓----脈動(dòng)風(fēng)力分布---隨機(jī)振動(dòng)方法計(jì)算---振動(dòng)響應(yīng)（不 能應(yīng)用于格構(gòu)式高聳結(jié)構(gòu)） (2)高頻動(dòng)態(tài)測(cè)力天平---一階廣義風(fēng)荷載---振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算 (3)氣動(dòng)彈性模型試驗(yàn)----直接獲得和振動(dòng)響應(yīng) ii、高層建筑風(fēng)壓分布特性

把高層建筑主體和頂部塔形網(wǎng)架作為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行自振特性分析，并用反應(yīng)譜法和時(shí)程分析法計(jì)算塔架頂點(diǎn)的動(dòng)力反應(yīng)，指出下部主體結(jié)構(gòu)對(duì)塔架的動(dòng)力反應(yīng)有較大影響，把塔架設(shè)計(jì)成剛度較大，質(zhì)量較小可以減少其鞭梢效應(yīng)。

大型超高層建筑結(jié)構(gòu)具有自由度數(shù)龐大、小阻尼及振型密集等特點(diǎn),針對(duì)傳統(tǒng)方法在處理大型復(fù)雜實(shí)際結(jié)構(gòu)受多點(diǎn)隨機(jī)激勵(lì)中存在計(jì)算效率比較低或精確性不高等不足,提出了基于虛擬激勵(lì)法的復(fù)雜超高聳結(jié)構(gòu)的隨機(jī)風(fēng)振響應(yīng)分析方法.運(yùn)用虛擬激勵(lì)法將脈動(dòng)風(fēng)荷載作用下的多點(diǎn)激勵(lì)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)諧虛擬激勵(lì)向量,并根據(jù)平穩(wěn)隨機(jī)理論推導(dǎo)出相應(yīng)風(fēng)振響應(yīng)的表達(dá)式,自動(dòng)計(jì)入了多點(diǎn)風(fēng)激勵(lì)的空間相關(guān)性和振型間的相關(guān)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(jié)果驗(yàn)證了方法的有效性和準(zhǔn)確性,可以提高多點(diǎn)隨機(jī)激勵(lì)響應(yīng)的計(jì)算效率和精確度,在大型高層實(shí)際工程風(fēng)振響應(yīng)計(jì)算分析中有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值.

本文提出用可調(diào)液體－質(zhì)量阻尼器控制高層建筑側(cè)移與扭轉(zhuǎn)風(fēng)振響應(yīng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算方法，分析結(jié)果表明，被動(dòng)可調(diào)液體－質(zhì)量阻尼器能夠有交地減小高層建筑的三維耦聯(lián)風(fēng)振響應(yīng)，是一種有實(shí)用價(jià)值的結(jié)構(gòu)控制裝置。

以高層建筑風(fēng)振響應(yīng)分析方法為研究對(duì)象,推導(dǎo)了cqc方法和srss方法的計(jì)算公式;同時(shí),特別介紹了諧波激勵(lì)法(hem),并在虛擬激勵(lì)法的基礎(chǔ)上提出了一種新的算法——譜分解法(sdm)。將這些方法用于廣州西塔風(fēng)振響應(yīng)分析中,結(jié)果表明:cqc方法是精確算法,但計(jì)算量大;srss方法計(jì)算效率高于cqc方法,但會(huì)損失計(jì)算精度;hem方法占用內(nèi)存少,計(jì)算效率高;sdm方法具有和cqc方法一樣的精度,但計(jì)算效率更佳。通過(guò)精度和效率的對(duì)比分析,建議在高層建筑風(fēng)振響應(yīng)分析中優(yōu)先采用hem方法和sdm方法。