超高層建筑在開展結(jié)構(gòu)設(shè)計時其首要問題是合理地確定結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載和風(fēng)致響應(yīng)。數(shù)值模擬一般基于含有經(jīng)驗成分的湍流模型,因此結(jié)果并不完全可靠。風(fēng)洞試驗是目前的主要研究方式,但是由于不能滿足全部相似準則及邊界效應(yīng)也會導(dǎo)致其結(jié)果與真實情況有一定差距�，F(xiàn)場實測是最直接也最可靠的方式,目前已經(jīng)可以測量到高精度的結(jié)構(gòu)加速度及位移響應(yīng)。但受限于儀器精度、技術(shù)手段及復(fù)雜的流場環(huán)境,還無法直接獲得可靠的實測風(fēng)荷載數(shù)據(jù)。本文首先提出了一種能夠由風(fēng)荷載同步求得三種響應(yīng)的新算法,相比于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)動力學(xué)方法提高了計算效率,并應(yīng)用于濟南中弘廣場風(fēng)洞試驗的數(shù)據(jù)處理。然后提出了時域范圍內(nèi)改進的連續(xù)型卡爾曼濾波（CKF）及離散型卡爾曼濾波（DKF）的風(fēng)荷載反向估計方法,并通過濟南中弘廣場風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)作為輸入響應(yīng)得出了良好的風(fēng)荷載及響應(yīng)結(jié)果。對于兩類反向估計風(fēng)荷載及風(fēng)致響應(yīng)方法,只要根據(jù)優(yōu)化測點層布置方案獲取其中6層的某一種響應(yīng)就能準確的估計出研究對象結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載和未知風(fēng)致響應(yīng),不論是整體基底還是任意層的結(jié)果都有足夠的精度。結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)誤差對于本次研究的風(fēng)荷載反向估計方法的準確性影響并不大,在一定的范圍內(nèi)仍然可以保持其高精度的特點... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

濟南中弘廣場設(shè)計效果圖

為了對實體建筑進行抗風(fēng)設(shè)計，針對該建筑進行測壓風(fēng)洞試驗研究。試驗在湖南大學(xué)建筑與環(huán)境風(fēng)洞實驗室中進行。測壓試驗設(shè)備主要由測壓傳感器、壓力掃描閥系統(tǒng)組成。風(fēng)洞試驗?zāi)Ｐ褪鞘褂?ABS 板制成的剛性模型，縮尺比為1：300。設(shè)置測點進行風(fēng)壓采集，各測壓孔接受的壓力信號經(jīng) PVC 管輸入壓力模塊轉(zhuǎn)化為電壓信號，再通過數(shù)字伺服模塊整合數(shù)據(jù)，并于主控計算機相連。具體試驗?zāi)Ｐ鸵妶D 3-2。該風(fēng)洞為直流式矩形截面邊界層風(fēng)洞，由進氣口、穩(wěn)流段、收縮段、試驗段、動力段等組成。氣流在收縮段將速度提高，進入試驗段。試驗段是整個風(fēng)洞的核心，其尺寸為高2.5m、寬3.0m，風(fēng)速可以控制在0至20m/范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。試驗時，風(fēng)向角將 10°作為每次間隔逆時針旋轉(zhuǎn)。每旋轉(zhuǎn)一個角度，采集一組風(fēng)壓數(shù)據(jù)，共采集了 36 個風(fēng)向角的實驗結(jié)果，風(fēng)向角示意圖如圖 3-3 所示。測點風(fēng)壓時程的采樣頻率為為 312.5Hz，每個壓力模塊連接 120 個測點，采樣時間為32s。試驗的參考高度取 106.5cm（模型頂部高度），參考點控制風(fēng)速設(shè)置為 10m/s。

為了對實體建筑進行抗風(fēng)設(shè)計，針對該建筑進行測壓風(fēng)洞試驗研究。試驗在湖南大學(xué)建筑與環(huán)境風(fēng)洞實驗室中進行。測壓試驗設(shè)備主要由測壓傳感器、壓力掃描閥系統(tǒng)組成。風(fēng)洞試驗?zāi)Ｐ褪鞘褂?ABS 板制成的剛性模型，縮尺比為1：300。設(shè)置測點進行風(fēng)壓采集，各測壓孔接受的壓力信號經(jīng) PVC 管輸入壓力模塊轉(zhuǎn)化為電壓信號，再通過數(shù)字伺服模塊整合數(shù)據(jù)，并于主控計算機相連。具體試驗?zāi)Ｐ鸵妶D 3-2。該風(fēng)洞為直流式矩形截面邊界層風(fēng)洞，由進氣口、穩(wěn)流段、收縮段、試驗段、動力段等組成。氣流在收縮段將速度提高，進入試驗段。試驗段是整個風(fēng)洞的核心，其尺寸為高2.5m、寬3.0m，風(fēng)速可以控制在0至20m/范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。試驗時，風(fēng)向角將 10°作為每次間隔逆時針旋轉(zhuǎn)。每旋轉(zhuǎn)一個角度，采集一組風(fēng)壓數(shù)據(jù)，共采集了 36 個風(fēng)向角的實驗結(jié)果，風(fēng)向角示意圖如圖 3-3 所示。測點風(fēng)壓時程的采樣頻率為為 312.5Hz，每個壓力模塊連接 120 個測點，采樣時間為32s。試驗的參考高度取 106.5cm（模型頂部高度），參考點控制風(fēng)速設(shè)置為 10m/s。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于實測加速度的高層建筑風(fēng)荷載反演[J]. 李正農(nóng),郭昌根,尚揚,張傳雄.  自然災(zāi)害學(xué)報. 2017(03)
[2]基于加速度反演頻域動載荷的一種正則化途徑[J]. 彭凡,王樑,肖健,胡絢,韋冰峰.  湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(02)
[3]高層結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的反演分析[J]. 楊旺華,李秋勝,王啟文,周斌.  建筑結(jié)構(gòu). 2013(S1)
[4]風(fēng)向?qū)δ吵邔咏ㄖ刃ъo風(fēng)荷載的影響[J]. 王欽華,石碧青,張樂樂.  汕頭大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(02)
[5]高層建筑二維風(fēng)致響應(yīng)實測中測點的優(yōu)化布置方法[J]. 蘇萬林,李正農(nóng),吳紅華.  實驗流體力學(xué). 2011(05)
[6]風(fēng)向角對超高層建筑橫風(fēng)向效應(yīng)的影響[J]. 鄔華,田村幸雄.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2011(05)
[7]基于完全氣彈模型風(fēng)洞試驗輸電塔風(fēng)荷載識別[J]. 熊鐵華,梁樞果,鄒良浩.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2010(10)
[8]超高層建筑實測風(fēng)壓相干性的小波分析[J]. 申建紅,李春祥.  振動與沖擊. 2010(07)
[9]廣州西塔風(fēng)效應(yīng)的風(fēng)洞試驗與現(xiàn)場實測研究[J]. 徐安,吳玖榮,傅繼陽.  武漢理工大學(xué)學(xué)報. 2010(09)
[10]超高層建筑風(fēng)致響應(yīng)及等效靜力風(fēng)荷載研究[J]. 李壽英,陳政清.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2010(03)

碩士論文
[1]尚信國際大廈風(fēng)洞試驗及風(fēng)荷載特性研究[D]. 曹輝.重慶大學(xué) 2012
[2]基于頻域最小二乘的載荷識別方法與應(yīng)用研究[D]. 胡寅寅.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[3]高層建筑風(fēng)致響應(yīng)實測測點的優(yōu)化布置研究[D]. 蘇萬林.湖南大學(xué) 2009



本文編號：3274125