远大小天城高层钢结构顺风向舒适度分析

摘要

钢结构虽然已有百余年历史，但迄今钢材仍是各种广泛应用的结构材料中最符合可持续发展要求，钢结构是能够在今后相当长的历史进程中展现其绿色环保、节能减排和循环经济优势的结构体系，被称为21世纪的“绿色建筑”之一。
　　高层钢结构的特点是高、轻、柔、结构阻尼小，在受到风荷载激励时，往往会激发振动而影响结构的正常使用。甚至会导致结构产生局部和整体破坏。因此，高层钢结构在风荷载作用下的人体舒适度要上升为首要和控制的因素。
　　远大小天城高层钢结构是装配式高层钢结构，本文以远大小天城高层钢结构为工程背景，考虑在顺风向脉动风荷载作用下的舒适度分析。具体如下：
　　(1)介绍装配式钢结构的历史现状、结构风效应的理论基础、结构舒适度概念的提出和结构振动控制的研究现状。
　　(2)简单介绍不同国家规范对于建筑结构风振舒适度的一般评价方法和主要标准。
　　(3)介绍脉动风荷载的模拟方法以及谐波叠加法的实现过程，采用matlab编写脉动风模拟程序，模拟得到了各个楼层处脉动风速时程和脉动风压时程。将模拟谱与目标谱做对比，验证模拟结果的正确性。
　　(4)采用有限元计算软件midas Gen建立工程结构有限元计算模型。通过我国《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-1998)和《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、ISO-6897、加拿大规范(NBC2005)四种规范的峰值加速度的计算方法，验证有限元软件计算的结构顶点峰值加速度的正确性，并判断是否满足规范规定的舒适度限值。
　　(5)介绍被动协调质量阻尼器(TMD)的基本理论研究，包括TMD的吸振原理、TMD计算模型和最优参数的选取等。在计算模型上施加TMD，将计算出来的峰值加速度再与规范规定的舒适度限值做比较，结果表明，加上阻尼器后结构的峰值加速度明显减小，起到了减振的效果，提高了结构的舒适度。

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第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 装配式钢结构的研究和优点

1.3 结构风效应的理论基础

1.4 舒适度概念的提出和发展过程

1.5 结构的振动控制研究概况

1.6 本文研究的重点及意义

第2章 高层建筑风致舒适度的评价标准

2.1 舒适度的主要评价标准

2.2国内外舒适度验算的标准

2.3 舒适度标准的比较

2.4 舒适度评价流程

2.5 本章小结

第3章 高层结构风振响应和数值模拟

3.1 结构风振响应的理论研究

3.2 随机风速场

3.3 结构顺风向风荷载

3.4 风速时程数值模拟方法

3.5 高层钢结构顺风向脉动风模拟

3.6 本章小结

第4章 远大小天城高层钢结构的舒适度分析

4.1工程概况

4.2工程数据

4.3小天城高层钢结构顺风向峰值加速度的计算方法

4.4小天城高层钢结构顺风向舒适度分析

4.5 本章小结

第5章 基于TMD的结构舒适度分析

5.1 结构控制的历史

5.2 结构控制装置的种类

5.3 TMD系统的减振原理和计算模型

5.4 TMD系统最优参数的选取和布置原则

5.5 高层钢结构风振控制计算

5.6 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A(攻读学位期间所发表的学术论文目录)