超高层建筑风振与等效风荷载研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:houlitao2009
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随着我国经济的发展、科技的进步以及城市人口的增长,我国高层建筑的数量在近三十年得到了高速增长。高层建筑的发展现状及趋势,使得结构的风效应逐步成为控制高层建筑安全性、舒适性和经济性的最重要因素之一。解决这一问题的唯一有效途径是进行高层建筑结构风效应的研究。本文以两个典型高层建筑风洞试验为工程背景,按照国内外四种主要风荷载规范进行了计算和分析,比较了风洞试验结果与规范计算结果的差异及产生原因,分析了这两个高层建筑风振响应和等效风荷载随风向角、周边环境变化的影响及荷载谱随风向角的变化,并对相干函数进行了讨论,主要包括以下内容:首先,介绍了基于随机振动理论的风振响应分析方法和Davenport提出的经典抗风设计方法——“阵风荷载因子法”。美日两国规范和ISO标准都是将“阵风影响系数”取为一个恒量,中国规范中的风振系数却是随高度变化的量。这是由于美日两国规范中的“阵风影响系数”实际上是“位移风振系数”,而中国规范的风振系数实际上是“惯性力风振系数”。接着分别对两个具体工程实例,按照四种规范计算分析了风荷载作用下的基底剪力和基底弯矩。然后对这两个实际工程的风洞试验结果,包括风致加速度响应和等效风荷载及其引起的大厦底部内力随风向角的变化规律进行分析与总结,分析了待建建筑物和湍流度变化对风振响应的影响及其影响机理,并讨论了无周边状况下风洞试验结果与规范计算结果的差异及原因。最后对无周边工况下的测压数据进行了分析,讨论了风荷载谱随风向角的变化规律及其产生机理及长宽比变化对荷载谱的影响,并对等效风荷载计算中的相干性问题进行了研究。
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