高长细比超高层建筑风荷载特性及风振响应研究

摘要

随着人口的不断膨胀，城市土地资源越发不足。在此背景下，超高层建筑在数量急剧增加的同时，长细比也在不断突破。随着长细比的增大，超高层建筑对风的敏感性日益增强，高长细比超高层建筑的气动风荷载及其风振响应都是工程实践中亟待研究的关键科学问题。
　　本文采用测力风洞试验，对不同长细比和的超高层建筑气动风荷载及风振响应特征进行了研究，主要内容包括:
　　(1)介绍了测力风洞试验的基本原理与基于测力风洞试验的超高层建筑风振响应分析方法，对其中关键的力谱修正方法、振型修正方法进行了讨论，为后续的分析奠定了理论基础。
　　(2)在典型良态风及台风风场下，对5种结构长细比(6、8、10、12、14)的方形截面超高层建筑刚性模型进行了测力风洞试验，得到了气动基底弯矩系数均值、均方差、归一化功率谱随长细比、建筑高度及风场类型的变化规律。
　　(3)根据已建超高层建筑的统计数据，确定了高长细比超高层建筑周期变化范围及振型修正系数;通过风振响应分析，得到了超高层建筑位移、加速度响应随长细比、建筑高度及风场类型的变化规律。

目录

声明

致谢

摘要

第1章绪论

1．1研究背景

1．2国内外研究现状与分析

1．2．1大气边界层风特性

1．2．2超高层气动模型试验

1．3本文主要内容

第2章测力试验基本原理

2．1测力试验系统

2．1．1测力天平工作原理

2．1．2试验模型的设计与制作

2．2数据修正

2．2．1竖向力臂修正

2．2．2基底弯矩功率谱修正

2．3风振响应分析

2．4本章小结

第3章高长细比超高层建筑的气动性能

3．1测力试验概况

3．1．1大气边界层风场模拟

3．1．2数据采集系统

3．1．3试验模型

3．1．4试验工况与采样参数

3．1．5试验数据处理

3．2结构长细比对风荷载的影响

3．2．1良态风场

3．2．2台风风场

3．3建筑高度对风荷载的影响

3．3．1良态风场

3．3．2台风风场

3．4风场类型对风荷载的影响

3．4．1良态风场

3．4．2台风风场

3．5本章小结

第4章高长细比超高层建筑的风振响应

4．1结构特征参数分析

4．1．1风振响应计算参数确定

4．1．2一阶固有频率的估算

4．1．3广义气动力谱的振型修正

4．1．4结构振型的确定

4．2结构长细比对风振响应的影响

4．2．1基底弯矩归一化功率谱的拟合

4．2．2响应计算

4．2．3结构周期对风振响应的影响

4．3建筑高度对风振响应的影响

4．3．1基底弯矩归一化功率谱的拟合

4．3．2响应计算

4．3．3结构周期对风振响应的影响

4．4风场类型对风振响应的影响

4．4．1良态风场

4．4．2台风风场

4．5本章小结

第5章结论与展望

5．1结论

5．1．1关于测力试验基本原理

5．1．2关于超高层建筑气动基底弯矩特性的研究

5．1．3关于超高层建筑风振响应的研究

5．2不足与展望

参考文献

作者简历

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