高层及高耸结构的风致扭转振动控制研究

摘要

随着时代的发展，高层及高耸建筑越来越多的出现在中国的大城市，由于人们开始追求建筑的美观以及多功能，越来越多的异型建筑也开始出现在人们的视野。这些建筑大多都存在刚度突变、体型不规则以及偏心过大的情况，这些特点对建筑的抗震与抗风很不利，很容易出现扭转不规则的情况，因此，对这些建筑进行扭转控制就很有必要。
　　本文对广东省江门市某大酒店进行研究，此研究属于国家自然科学基金项目--强扭转长悬臂高层建筑风振控制研究（项目批准号：51578434）的一部分，对该结构的风致振动控制进行了研究，主要研究内容和成果如下：
　　（1）通过对江门市某大酒店进行分析研究，发现该结构采用框架－剪力墙结构，存在扭转不规则、平面不规则、属超限高层建筑。
　　（2）采用MATLAB软件用线性滤波法对江门市某框剪结构的脉动风荷载进行了模拟，并对其有效性进行了验证。证明了采用AR模型线性滤波法模拟的脉动风荷载可以满足理论计算要求。
　　（3）阐述了建筑结构风荷载的性质和特点，并对结构顺风向风致响应进行了理论推导。
　　（4）计算了该结构的层间扭转刚度，并研究了结构的扭转理论。发现抗扭刚度突变的地方容易引起扭转集中，为了减弱响应，仅仅提高结构的刚度是不可取的，有可能得到相反的结果。
　　（5）阐述了环形阻尼器对扭转控制的原理，对其抗扭理论进行了推导，并运用MATLAB软件编程，对结构进行了时程分析，对安装阻尼器前后的风致响应进行了对比，发现环形调频阻尼器对扭转的控制是有效的，而且扭转响应越大，控制效果越好，环形阻尼器对平动位移的控制效果一般。环形调频阻尼器的参数设置很重要，合理的参数是有效控制的关键。如果阻尼器的参数设置不合理，很有可能加大结构的动力响应。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 本课题来源及意义

1.2 高层及高耸建筑物抗震抗风的国内外研究现状及发展

1.3 结构的扭转振动的减振研究现状

1.4 存在的问题

1.5 本文研究的内容

第二章 风和风场的模拟

2.1 引言

2.2 自然风的基本特性

2.3 建筑结构风荷载

2.4 高层结构顺风向响应

2.5 风场的模拟

2.6 脉动风荷载的模拟实例

2.7 本章小结

第三章 高层建筑结构的扭转计算

3.1 引言

3.2 高层建筑结构扭转性能研究

3.3 楼层质心、刚心以及扭转偏心距

3.4 楼层扭转角计算

3.5 减小结构扭转效应的方法

3.6 算列

3.7 本章小结

第四章 环形阻尼器与风振扭转控制

4.1 引言

4.2 环形调液阻尼器的减振体系运动方程

4.3 工程背景

4.4 算例分析

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士学位间获得的成果