隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,高層建筑向著高度越來越大、剛度越來越柔的趨勢發(fā)展,對(duì)風(fēng)荷載的作用顯得特別敏感。在強(qiáng)風(fēng)作用下,建筑振動(dòng)過大導(dǎo)致的居住不適和建筑外圍護(hù)損壞造成的財(cái)產(chǎn)損失事件時(shí)有發(fā)生。因此,高層建筑抗風(fēng)設(shè)計(jì)不僅關(guān)注結(jié)構(gòu)自身的安全性,對(duì)正常使用條件下居住安全性研究也顯得非常必要。隨著大量高層建筑安裝非線性阻尼設(shè)備,需在時(shí)域內(nèi)研究結(jié)構(gòu)平扭風(fēng)振響應(yīng),由此對(duì)作用在建筑物上動(dòng)力風(fēng)荷載的確定提出了新的挑戰(zhàn)。本文研究大致可分為兩個(gè)部分:高層建筑平扭脈動(dòng)風(fēng)荷載模擬和高層建筑表面風(fēng)壓場重構(gòu)研究。主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:1、順風(fēng)向脈動(dòng)風(fēng)激勵(lì)數(shù)值模擬與結(jié)構(gòu)響應(yīng)研究。對(duì)于符合擬定常假設(shè)的高層建筑,假定風(fēng)荷載時(shí)間序列符合高斯分布是合理的。根據(jù)Davenport、Kaimal、Von Kármán提出的風(fēng)速譜和Davenport提出的空間相干函數(shù),采用諧波合成法分別模擬出沿樓層高度分布的順風(fēng)向脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程。對(duì)典型矩形高層建筑進(jìn)行風(fēng)振時(shí)程分析,結(jié)果表明:von Kármán譜模擬計(jì)算加速度根方差（RMS）值與我國荷載規(guī)范、美國圣母大學(xué)空氣動(dòng)力數(shù)據(jù)庫（UND）加速度根方差（RMS）值基本一致,Dave... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

我國已建成高層建筑

c. 臺(tái)風(fēng)麥莎折斷的高壓輸電塔 d. 颶風(fēng)卡特里娜摧毀石油鉆井平臺(tái)圖 1. 2 風(fēng)災(zāi)中損毀的土木結(jié)構(gòu)1.2.2 風(fēng)致建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)風(fēng)致結(jié)構(gòu)振動(dòng)在很大程度上依賴于建筑幾何外形、結(jié)構(gòu)剛度、阻尼比和質(zhì)量等因素。不同的幾何外形將引起不同的氣流繞流模式，所得到風(fēng)的動(dòng)力荷載也是不同的，如超高層建筑上海中心大廈項(xiàng)目改變幾何外觀后，通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)研究，采取旋轉(zhuǎn)、不對(duì)稱的外部立面較方形截面減少了約60%表面風(fēng)荷載。當(dāng)來流脈動(dòng)風(fēng)速卓越頻率與結(jié)構(gòu)的固有頻率接近時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生較大的風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng)。除結(jié)構(gòu)本身特性之外，結(jié)構(gòu)的風(fēng)致振動(dòng)還與來流脈動(dòng)風(fēng)的特性有關(guān)。當(dāng)來流風(fēng)的紊流尺度越大、紊流度越高，結(jié)構(gòu)的隨機(jī)風(fēng)振響應(yīng)就越大；另外，當(dāng)上游結(jié)構(gòu)或其它障礙物對(duì)來流有一定的干擾時(shí)，結(jié)構(gòu)繞流后的旋渦脫落可能會(huì)在其下游產(chǎn)生高紊流度、具有顯著橫風(fēng)向流動(dòng)的尾流，該現(xiàn)象稱之為氣動(dòng)不穩(wěn)定性；當(dāng)下游結(jié)構(gòu)處在氣動(dòng)不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)時(shí)，下游的來流風(fēng)速產(chǎn)生顯著的脈動(dòng)現(xiàn)象，使結(jié)

第 1 章 緒論耦合的現(xiàn)象即稱為氣彈效應(yīng)。當(dāng)氣動(dòng)阻尼為負(fù)值時(shí)，在振動(dòng)方向上產(chǎn)生附加動(dòng)力影響逐漸變大，當(dāng)出現(xiàn)激振模式或耦聯(lián)現(xiàn)象時(shí)，容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)氣動(dòng)失穩(wěn)氣彈失穩(wěn)現(xiàn)象，此時(shí)發(fā)生風(fēng)損或風(fēng)毀事故幾率則更高。根據(jù)氣彈振動(dòng)的機(jī)理[1將結(jié)構(gòu)的風(fēng)致振動(dòng)分為強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)兩大類，而湍流抖振屬于隨機(jī)振動(dòng)的范疇，由于湍流的三維特性，引起的結(jié)構(gòu)抖振響應(yīng)具有三維特性，即向、橫風(fēng)向及扭轉(zhuǎn)風(fēng)向抖振，通常用隨機(jī)振動(dòng)的理論進(jìn)行研究。1926年美國密Meyer-Kiser大樓（圖1.2a）在強(qiáng)風(fēng)作用下發(fā)生結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的的鋼框架發(fā)生塑性變形而損毀嚴(yán)重[2]的事故，之后相繼有學(xué)者開展了高層建扭轉(zhuǎn)振動(dòng)問題[3，4]。2018年9月臺(tái)風(fēng)“山竹”過境香港時(shí)，香港日出康城大樓風(fēng)作用下晃動(dòng)嚴(yán)重。因此，系統(tǒng)研究高層建筑風(fēng)致振動(dòng)所造成的結(jié)構(gòu)安全性住舒適性意義重大。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]大跨度金屬屋面風(fēng)荷載特性和抗風(fēng)承載力研究進(jìn)展[J]. 宣穎,謝壯寧.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2019(03)
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[3]動(dòng)網(wǎng)格模擬風(fēng)振對(duì)超大瘦高型冷卻塔風(fēng)荷載的影響[J]. 葉輝,熊紅兵,陸灝,雷本宏,黃志龍.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
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[6]基于CFD/CSD分區(qū)耦合的氣動(dòng)彈性數(shù)值模擬[J]. 孟令兵,昂海松.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2014(06)
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博士論文
[1]高層建筑風(fēng)荷載與風(fēng)致彎扭耦合響應(yīng)研究[D]. 李永貴.湖南大學(xué) 2012
[2]高層建筑彎扭耦合風(fēng)致振動(dòng)及靜力等效風(fēng)荷載研究[D]. 唐意.同濟(jì)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于湍流脈動(dòng)壓力的高層建筑橫風(fēng)向風(fēng)振時(shí)程分析[D]. 潘東民.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]風(fēng)場分形特性及缺失數(shù)據(jù)插補(bǔ)研究[D]. 秦付倩.湖南大學(xué) 2012
[3]應(yīng)用譜本征變換模擬風(fēng)速時(shí)程[D]. 周楊.汕頭大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3222913