【摘要】：高頻底座測力天平(high-frequency force balance,HFFB)風洞試驗是確定高層建筑風荷載及結構風致振動效應的主要途徑之一。近年來隨著高層建筑高度的不斷增加以及結構形式日趨新穎,越來越多的超高層建筑具有三維模態(tài)。本文基于HFFB技術開展了考慮三維模態(tài)耦合效應的超高層建筑風振響應分析方法研究,主要內容包括:(1)研究了模型-天平系統(tǒng)對其所測得的高層建筑氣動荷載多模態(tài)放大效應的消除方法。對天平測得的繞兩個水平主軸方向的彎矩進行解耦,并基于一種智能搜索算法精確識別了模型-天平系統(tǒng)的動力參數,在此基礎上對基底氣動荷載進行修正。以廣州東塔為案例驗證了方法的有效性。(2)研究了考慮三維模態(tài)耦合效應的風振響應分析方法。首先基于完全二次型相關法(CQC)求出了結構頂部的峰值位移響應和峰值加速度響應,在此過程中考慮了兩個水平主軸方向基底彎矩的互功率譜密度及其修正,基于各方向振型分量在廣義質量中所占比重不變的原則給出模態(tài)分配系數矩陣,并構建了考慮模態(tài)耦合效應的振型矩陣和模態(tài)力譜密度矩陣。在此基礎上,通過比較傳統(tǒng)方法中區(qū)分背景與共振響應方法和不區(qū)分背景與共振響應方法,分析了背景響應和共振響應相關性對結構總響應的影響,并根據均方根位移響應和均方根彎矩響應之間的關系,推算得到了考慮模態(tài)耦合效應的峰值基底彎矩響應。通過案例分析驗證了方法的有效性。(3)研究了同時考慮背景與共振響應相關性和3D模態(tài)耦合效應的等效靜風荷載計算方法。針對已有的等效靜風荷載計算方法忽略背景與共振響應相關性的問題,提出考慮背景與共振響應相關性的高層建筑等效靜風荷載計算方法,并給出了數學推導公式�；趶V州東塔和廣州日立電梯塔兩座建筑案例,驗證了方法的有效性。結合基底彎矩響應考慮模態(tài)耦合的研究成果,得到了考慮模態(tài)耦合效應的等效靜風荷載。
【圖文】：

圖 2-1 具有相似頻率的兩個余弦信號的解耦Fig 2-1 The decoupling of two cosine signals with similar frequency

圖 2-2 余弦信號和方波信號的解耦Fig 2-2 The decoupling of cosine signal and square wave signal
【學位授予單位】：廣州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU973.213

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 黎杰;;水平荷載控制的復雜體型高層建筑結構設計研究[J];湖南城市學院學報(自然科學版);2014年04期

2 柯世堂;王法武;周奇;周志勇;趙林;;等效靜力風荷載背景和共振之間的耦合效應[J];土木建筑與環(huán)境工程;2013年06期

3 鄒云峰;牛華偉;陳政清;;基于完全氣動彈性模型的冷卻塔風致響應風洞試驗研究[J];建筑結構學報;2013年06期

4 陳凱;符龍彪;錢基宏;金新陽;;風振響應計算的新方法——廣義坐標合成法[J];振動與沖擊;2012年03期

5 孫作玉;王暉;;結構隨機振動分析的等效激勵法[J];工程力學;2010年S1期

6 肖正直;李正良;汪之松;晏致濤;任坤;;基于HFFB試驗的特高壓輸電塔風振響應分析[J];工程力學;2010年04期

7 周fE毅;顧明;朱樂東;黃鵬;潘漢明;;廣州新電視塔模型測力風洞試驗及風致響應研究Ⅱ:風致響應分析[J];土木工程學報;2009年07期

8 顧明;黃鵬;周fE毅;朱樂東;潘漢明;;廣州新電視塔模型測力風洞試驗及風致響應研究Ⅰ:風洞試驗[J];土木工程學報;2009年07期

9 謝壯寧;方小丹;倪振華;;超高層建筑的等效靜風荷載-擴展荷載響應相關方法[J];振動工程學報;2008年04期

10 陳波;武岳;沈世釗;;背景響應、共振響應定義及其相關性分析方法[J];振動工程學報;2008年02期

相關博士學位論文 前3條

1 張樂樂;底座天平的幾個關鍵技術問題及其在超高層建筑抗風研究中的應用[D];華南理工大學;2018年

2 徐安;超高層建筑結構風效應的現場實測與風洞試驗研究[D];華南理工大學;2016年

3 禹慧;復雜高聳結構風洞試驗及風振響應研究[D];同濟大學;2007年

相關碩士學位論文 前2條

1 黃U_明;高層建筑風洞試驗關鍵技術研究[D];華南理工大學;2015年

2 鐘奇;高層建筑風洞試驗中測力與測壓的比較研究[D];湖南大學;2013年

，

本文編號：2654824