收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

X型超高层建筑三维风荷载与风致响应研究

金虎  
【摘要】: 随着经济的发展,近年来高层建筑尤其是体型复杂的超高层建筑得到了蓬勃的发展。风荷载是超高层建筑的主要控制荷载,气流经过高耸结构物会产生明显的三维风荷载效应,即顺风向、横风向和扭转风荷载,从而引起结构在三个方向上的振动。高层建筑三维风荷载形成机理复杂,影响因素众多,一直以来都是风工程研究的热点问题。但目前大多数的研究都集中于矩形等少数规则平面的高层建筑,而对复杂体型高层建筑的风荷载则较少涉及。 本文以某X型超高层建筑为研究背景,分别从高层建筑风荷载的时空分布特征、风压与风荷载的频谱特性、偏心与非偏心状态下的结构响应以及高层建筑等效风荷载等四个方面对复杂体型超高层建筑风荷载与风致响应问题进行研究和探讨; (1)高层建筑风荷载的空间分布特征研究。采用刚性模型对X型超高层建筑进行了多点同步测压风洞试验;研究和探讨了平均风压和脉动极值风压、局部和整体体型系数以及风载合力的空间分布特征。 (2)风压与风荷载合力的频谱特性研究。由准定常假定出发,推导了由风速谱得到结构迎风面风压谱的转化公式,结构侧风面的风压功率谱曲线则根据试验数据拟合得到;研究了高层建筑各点脉动风压的水平和竖向相关特性,并通过公式拟合得到迎风面测点水平和竖向相干函数;分析了结构顺风向、横风向以及扭转方向风荷载系数平均值和均方根值沿高度的变化规律;研究了结构顺风向、横风向和扭转方向风载合力功率谱的数学模型,给出了功率谱模型的拟合公式;文中还探讨了顺风向、横风向和扭转方向各自风载合力以及三个方向之间楼层风载合力的相干特性,并给出了相应的数学计算模型。 (3)偏心与非偏心状态下高层建筑风致响应研究。首先通过自振特性分析确定弯剪型层模型作为超高层建筑的简化计算模型;计算发现,对于各阶频率稀疏分布的高层建筑,完全二次组合(CQC)法和平方和开平方(SRSS)法几乎是等效的;在振型分解法的基础上,直接对模态力矩阵[S_(FF)(ω)]进行Choleskey分解,改进了传统的虚拟激励方法中对荷载功率谱[S_(PP)]进行Choleskey分解的做法,并证明其等效性,使得计算量大大减小。探讨了高阶振型、一阶频率、一阶阻尼比等因素对结构风致响应的影响;计算得到各风向角下的基于一阶惯性力方法的风振系数,并与我国规范中的风振系数进行对比。 在偏心高层建筑特征值问题的求解中首次引入矩阵扰动理论,从而利用未偏心结构的自振频率和模态直接得到偏心结构的自振频率和模态;分析了偏心位置和偏心程度对结构自振频率以及模态耦合的影响;计算了不同偏心位置和偏心程度下结构的三维耦合风致响应,计算过程中考虑了平-扭响应耦合对结构风振的影响,并对影响机理作了简单的探讨;首次研究了不同偏心程度下单向与双向偏心结构的风致平-扭位移比和加速度比随结构一阶平-扭周期比的变化规律。 (4)高层建筑等效风荷载的研究。首先对高层建筑顺风向等效风荷载的计算方法进行探讨,包括背景等效风荷载计算的阵风荷载因子(GLF)法、荷载响应相关(LRC)法和阵风荷载包络(GLE)法,共振等效风荷载计算的GLF法和惯性力法,并阐述了传统GLF方法计算共振等效风荷载的缺陷;讨论和分析了平均、背景、共振等效风荷载的线性组合方式以及不同结构响应类型下的背景等效风荷载;最后文中将GLF方法扩展到横风向和扭转等效风荷载的计算中,针对背景等效风荷载计算的LRC方法也被引入到横风向和扭转方向的背景等效风荷载的计算中,并将两种方法得到的等效风荷载进行了对比和讨论。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 唐意;顾明;;某超高层建筑TMD风振控制分析[J];振动与冲击;2006年02期
2 周定松;肖克艰;;超高层建筑TMD风振控制实用设计方法[J];建筑结构;2010年09期
3 刘金砺;高层建筑工程中提出的若干土力学问题[J];建筑科学;1988年02期
4 燕日权,任鹏;超高层建筑燃气设施安全问题的探讨[J];山西焦煤科技;2004年03期
5 陈颖辉,黄明;浅谈高层建筑的发展[J];昆明大学学报;2005年01期
6 郭彦杰;;浅谈超高层建筑节能设计[J];科技信息(科学教研);2008年13期
7 杨小珊;;对超高层建筑中泵送混凝土有关问题的分析[J];建材与装饰(下旬刊);2008年07期
8 吕明芳;;超高层建筑的电梯设计的探讨[J];科技致富向导;2010年26期
9 侯石涛;城乡工业与民用建筑工程勘察动向[J];水文地质工程地质;1989年04期
10 赵基兴;超高层建筑串连分区自动喷水灭火系统[J];中国给水排水;1996年05期
11 蒋冬青,钱榴云,刘湘欣,张铁华;超高层建筑的发展及其装饰与防火[J];国外建材科技;1997年04期
12 杨宗放;;我国高层建筑中预应力混凝土楼盖体系的应用[J];OVM通讯;1999年02期
13 郑重;超高层建筑──仿生建筑[J];全球科技经济瞭望;2001年09期
14 燕日权;;超高层建筑燃气供应系统设计研究[J];山西焦煤科技;2007年12期
15 刘立明;;超高层建筑中结构概念设计的几个问题[J];建筑技术开发;2007年07期
16 王尚平;;超高层建筑火灾的危害性与防火疏散研究[J];科技创新导报;2009年03期
17 王铭珍;;摩天楼的火灾与防范[J];百科知识;2009年09期
18 张华强;张绍龙;;超高层建筑的新潮流[J];黑龙江科技信息;2010年02期
19 李海波;;超高层建筑顶部造型改造施工搭设满堂承重脚手架施工技术[J];科技信息;2010年03期
20 谷再平;;超高层建筑核心筒及其电梯设计实例分析[J];建筑与文化;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冯若强;梁长明;;高阶振型对超高层建筑结构风振响应的影响[A];第十四届全国结构风工程学术会议论文集(上册)[C];2009年
2 贾城;司呈庆;何世鸣;;CFG桩复合地基技术用于地上30层超高层建筑的实例[A];探矿工程(岩土钻掘工程)技术与可持续发展研讨会论文集[C];2003年
3 全涌;顾明;田村幸雄;;方形截面超高层建筑横风向等效静力风荷载及加速度响应的计算方法[A];第十三届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2004年
4 朱红军;;超高层建筑设计——南京新华大厦[A];建设工程理论与实践(第二辑)[C];2005年
5 徐暻珍;;韩国某超高层建筑多联机和冷水机混合使用实例[A];上海市制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年
6 丁佩民;应晓阳;徐杰;鲍培培;;宿州中央大厦结构设计[A];建筑结构(2009·增刊)——第二届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2009年
7 陈敖宜;王跃辉;;天津市地铁大厦超高层建筑结构设计的研究[A];首届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2006年
8 全涌;顾明;;典型超高层建筑气动弹性模型的风洞试验研究[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ卷)[C];1999年
9 陈伟亚;;超高层建筑消防系统设计若干问题探讨[A];湖北省土木建筑学会学术论文集(2000-2001年卷)[C];2002年
10 鲍广鉴;;超高层钢结构施工技术与管理[A];庆贺刘锡良教授执教五十周年暨第一届全国现代结构工程学术报告会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏奇科;考虑风速风向联合分布的超高层建筑风致振动研究1[D];重庆大学;2011年
2 金虎;X型超高层建筑三维风荷载与风致响应研究[D];浙江大学;2008年
3 徐枫;结构流固耦合振动与流动控制的数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2009年
4 陈辉;超高层建筑桩基础承载性能的试验研究与模拟分析[D];中国地质科学院;2009年
5 郅伦海;城市中心边界层风特性及超高层建筑动力响应研究[D];湖南大学;2011年
6 李小康;典型超高层建筑风效应及风振控制[D];汕头大学;2010年
7 杨慧丹;设计迷途[D];中央美术学院;2012年
8 江勇;大跨柔性点支式幕墙及采光顶等效风荷载和风致响应研究[D];同济大学;2006年
9 朱杰;超高层建筑竖井结构内烟气运动规律及控制研究[D];中国科学技术大学;2008年
10 高兴夫;超高层建筑施工动态仿真与模糊综合优化研究[D];天津大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 肖飞飞;超高层建筑项目质量管理办法与工具选择的研究[D];北京邮电大学;2011年
2 郭敏锋;新世界时代科贸中心超高层建筑前期设计研究[D];华南理工大学;2012年
3 梁水明;超高层建筑主体部分外立面设计研究[D];南昌大学;2012年
4 逄扬;超高层单元式玻璃幕墙工业化建构方法研究[D];大连理工大学;2013年
5 张正维;超高层建筑巨型框架—核心筒体结构与其基础地基共同工作分析[D];河南理工大学;2007年
6 杨欣荣;珠江新城J1-1地块超高层综合体若干设计重点分析研究[D];华南理工大学;2010年
7 杨小虎;脉动风荷载下钢筋混凝土巨—子型控制结构的研究[D];西北工业大学;2005年
8 赵飞;超高层建筑附着升降脚手架施工技术性能研究[D];同济大学;2008年
9 朱锵鸣;珠江城超高层建筑项目低碳节能技术的探讨[D];华南理工大学;2011年
10 赛娜;超高层建筑在“烟囱效应”作用下的压差分布特性研究[D];天津商业大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本版编辑 本报记者 韩庆文 汤璇;鼓励还是慎行,超高层建筑的两难选择[N];广东建设报;2006年
2 吴琼;发展超高层建筑是大势所趋[N];广东建设报;2008年
3 金磊;超高层建筑的安全问题[N];经理日报;2002年
4 本报记者 韩庆文;超高层:广州还有发展空间[N];广东建设报;2007年
5 宗合;台北地层连续三年下陷[N];地质勘查导报;2008年
6 张华燕;新型超高层建筑灭火水泵研制成功 送水最高可达1000米[N];中华建筑报;2010年
7 田立会 王铭珍;国外超高建筑防灾杂谈[N];中华建筑报;2010年
8 陈永杰魏刚;中国第一高楼风批判[N];北京科技报;2007年
9 金磊;“9·11”事件与超高层建筑[N];中国教育报;2001年
10 宗文雯;苏州将崛起400米摩天大楼[N];苏州日报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978