用于规范的高层建筑静力等效风荷载研究

摘要

风荷载对于高层建筑的安全性、舒适性以及经济性十分重要。随着建筑高度不断增加，风荷载权重逐渐超过地震荷载成为最受关注的荷载。然而直接从自然风荷载特性出发来计算风致响应比较复杂，计算过程中涉及的大量动力分析不易为结构工程师所接受。静力等效风荷载这一概念作为联系风工程和结构设计的桥梁。静力等效风荷载的基本含义是指将此荷载作为静荷载作用于结构上时，能产生与实际情况一致的最不利风致响应。如今结构日趋高、轻、柔，风荷载成为很多结构的控制荷载，因此如果能给出合理、简便的等效风荷载估算方法并很快为结构工程师们所接受的话，对于优化结构设计，提高效率和效益都是大有裨益的。高层建筑的静力等效风荷载一直是风工程界关注的一个问题。 绝大多数建筑都是通过规范方法设计的。目前的规范基于随机振动理论以静力等效风荷载的形式给出风荷载分布。根据过去的研究，目前计算平均风荷载和共振等效风荷载的方法较为成熟，但是背景等效风荷载的计算方法还不完善。而背景风荷载的重要性在于，一般而言70％至80％按规范方法设计的高层结构背景风荷载占控制地位。因此背景等效风荷载计算方法的改进将使工程设计更加精确。 鉴于以上论述，本文旨在研究适用于规范的计算相对简单、等效相对精确的静力等效风荷载计算模型。首先将背景和共振等效风荷载的计算公式进行了整理和简化，使得计算过程不再需要烦冗的多重积分。然后基于现有等效风荷载研究的基础上，提出了两种基于剪力和弯矩包络的新的背景静力等效风荷载计算方法，并验证了其精度。接着对于该方法编制了计算程序，通过数值算例详细讨论并比较了新方法与现有方法对于规范的适用性。结果表明，新的等效方法具有足够的精度，物理意义明确，并且对所求响应不敏感。最后，应用各种等效风荷载方法计算了不同超高建筑的风荷载响应，考察了不同方法对超高层建筑的适用度，获得了一些新的结果。这些结果可用于将来修订有关超高层建筑风荷载规范时参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1高层建筑结构风效应的基本概念

1.2高层建筑顺风向静力等效风荷载研究现状

1.3本文内容简介

第二章高层建筑顺风向静力等效风荷载及响应基本方法及简化

2.1概述

2.2基本假定

2.3顺风向静力等效风荷载及其响应

2.3.1平均风荷载及其响应

2.3.2背景等效风荷载及其响应

2.3.3共振等效风荷载及其响应

2.3.4总的等效风荷载及其响应

第三章等效静力风荷载的实用方法

3.1等效静力风荷载新模型

3.2实用方法及程序的验证

3.3等效静力风荷载及响应计算实例

3.4各种方法的适用性分析

3.5本章小结

第四章超高层建筑等效静力风荷载代表性方法比较

4.1超高层建筑实例计算

4.2实例分析

4.3本章小结

第五章结语

致谢

参考文献

附录A 等效静力风荷载及响应计算实例

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果