超高层建筑结构简化建模与风效应分析

摘要

本文以地王大厦为例，通过建立超高层建筑结构的连续体简化模型，分析大风对人体舒适度以及玻璃幕墙等围护结构的影响，主要研究内容如下：
　　首先，以深圳地王大厦（建筑总高384m）为研究对象，通过地王大厦的有限元模型结合顶端实测的加速度数据，建立了该建筑连续体简化模型，确定了模型的质量分布m(x)和刚度分布EI(x)；利用此连续体简化模型和建筑顶端加速度实测数据，识别和比较了原结构和简化模型的模态参数，如其频率ωi，阻尼比ζi等。
　　其次，将连续体简化模型假定为不考虑流固耦合振动的刚体，基于计算流体动力学理论，利用FLUENT软件对模型进行二维数值模拟，确定风效应分析中需要的体形系数、升力系数、阻力系数以及斯特劳哈尔数等气动力参数。
　　最后，基于所建立的连续体简化模型和数值模拟获得的气动力参数，进行结构风效应分析，包括顺风向的静力、动力响应；横风向由于涡激振动产生的动力响应；在此基础上分析重现期分别为10年、50年和100年的风作用对人体舒适度的影响；基于挠度与应力的判别准则，分析重现期分别为50年和100年的风压对玻璃幕墙等围护构件造成的破坏。
　　通过本文的计算与分析，在重现期为50年和100年的风压作用下，横风向由于发生了涡激共振，而使得位移，加速度等响应远远超过顺风向，同时也超过了人体舒适度的要求。所以，对于超高层结构的横风向响应应该引起结构设计人员的足够重视。

目录

超高层建筑结构简化建模与风效应分析

SIMPLIFIED MODELING ANDWIND EFFECT ANALYSIS FSUPER-HIGH BUILDINGS

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1课题背景、目的和意义

1.2风对建筑结构的作用

1.3超高层建筑结构风工程研究现状和发展

1.4本文主要研究内容

第2章超高层建筑的简化建模与参数识别

2.1引言

2.2地王大厦连续体简化模型的建立

2.3结构振动监测结果及动力特性分析

2.4本章小结

第3章超高层建筑气动参数的数值模拟

3.1引言

3.2计算流体动力学简介

3.3数值模拟的建模与计算

3.4数值模拟的结果处理及其分析

3.5本章小结

第4章超高层建筑的风效应分析

4.1引言

4.2顺风向风振分析

4.3横风向风振分析

4.4人体舒适度验算

4.5玻璃幕墙破坏的分析与验算

4.6本章小结

结论

参考文献

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致谢