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更新時間：2025.05.10
基于風(fēng)致響應(yīng)的高層建筑等效靜力荷載研究

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為研究風(fēng)荷載作用下高層建筑動力響應(yīng)對其順風(fēng)向等效靜力風(fēng)荷載的影響,基于結(jié)構(gòu)風(fēng)致響應(yīng)動力學(xué)理論、脈動風(fēng)速功率譜密度函數(shù)與相干函數(shù)的維納辛欽關(guān)系及脈動風(fēng)速準(zhǔn)定常關(guān)系,采用隨機(jī)振動振型分解方法對高層建筑的風(fēng)致響應(yīng)進(jìn)行了研究.首先,對高層建筑的平均風(fēng)響應(yīng)、背景風(fēng)響應(yīng)和共振風(fēng)響應(yīng)進(jìn)行了理論分析,并推導(dǎo)出了沿結(jié)構(gòu)高度分布的高層建筑順風(fēng)向等效靜力風(fēng)荷載理論計(jì)算公式；其次,通過對理論公式中各參數(shù)對計(jì)算結(jié)果的影響進(jìn)行分析,提出了便于實(shí)際應(yīng)用的高層建筑順風(fēng)向等效靜力風(fēng)荷載簡化計(jì)算方法；最后,設(shè)計(jì)了4個典型高層建筑算例模型,并與陣風(fēng)荷載因子法(gust load factor method,GLF)和慣性風(fēng)荷載法(inertial windload method,IWL)進(jìn)行對比,研究了本文方法的可靠性和有效性.研究結(jié)果表明:當(dāng)結(jié)構(gòu)高度小于250 m時,3種方法所計(jì)算出的分布風(fēng)力、剪力響應(yīng)和彎矩響應(yīng)偏差要大一些,GLF法計(jì)算結(jié)果最大,IWL法的計(jì)算結(jié)果最小,本文方法介于二者之間；當(dāng)結(jié)構(gòu)高度大于350 m時,分布風(fēng)力的偏差在15%以內(nèi),對于剪力響應(yīng)和彎矩響應(yīng)的偏差在10%以內(nèi)；本文方法與IWL法在剪力響應(yīng)方面的差異率在–1%～18%之間,與GLF法的差異率在–12%～5%之間；本文方法與IWL法在彎矩響應(yīng)方面的差異率在–6%～10%之間,與GLF法的差異率在–16%～5%之間.

高層建筑風(fēng)致響應(yīng)和等效靜力風(fēng)荷載的特征

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工 程 力 學(xué) 97 0 50 100 150 200 250 300 0.0 2.0x10 9 4.0x10 9 6.0x10 9 8.0x10 91.0x10 10 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 0.0 3.0x10 9 6.0x10 9 9.0x10 9 1.2x10 10 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)場中的彎矩響應(yīng) Fig.3 Bending moment of building in terrain category D 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)場中的順、 橫風(fēng)向的

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