考慮風(fēng)向影響的超高層建筑風(fēng)致加速度響應(yīng)概率性評價.pdf

1、隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和建筑技術(shù)的日益革新，超高層建筑，作為一個國家和地區(qū)經(jīng)濟實力和發(fā)展水平的象征，其發(fā)展也成為了一個必然的趨勢。隨著建筑物高度的不斷刷新，超高層建筑也變得越來越柔，加之其阻尼較低，在風(fēng)荷載作用下，尤其是在強風(fēng)作用下，結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生較大的擺動，使人感到不舒適，甚至無法忍受。因此，對超高層建筑來說，如何保證其在風(fēng)荷載作用下的舒適度，是一個非常值得研究和解決的問題。
　　超高層建筑的舒適度主要取決于其在風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生的風(fēng)振加

2、速度響應(yīng)，包括風(fēng)振加速度響應(yīng)的幅值、持時和變化頻率。對一確定的結(jié)構(gòu)而言，加速度響應(yīng)的持時和變化頻率是難以調(diào)整的。所以，在結(jié)構(gòu)抗風(fēng)領(lǐng)域，往往采用限制結(jié)構(gòu)振動加速度幅值的辦法來滿足舒適度的要求。
　　結(jié)合了國外有關(guān)研究和工程實踐，我國制定了《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB5009-2012)，規(guī)定了結(jié)構(gòu)頂層加速度響應(yīng)的幅值的限定值。然而，結(jié)構(gòu)的風(fēng)致加速度響應(yīng)主要是由脈動風(fēng)引起的，其響應(yīng)也是一個隨時間變化的脈動過程，即使規(guī)范規(guī)定了加速度響應(yīng)的

3、限值，加速度的實際響應(yīng)在時域上仍會有一定的概率超過這個限值。同時，對與一座確定的建筑來說，由于其在不同方向上對風(fēng)荷載的彈性恢復(fù)力是不同的，故其建筑位置處的風(fēng)速和風(fēng)向的不確定性對結(jié)構(gòu)的影響是很大的。
　　針對上述這一情況，本文提出了用考慮風(fēng)向影響的概率方法來評價超高層建筑風(fēng)致加速度響應(yīng)。本文主要的研究內(nèi)容如下：
　　(1)結(jié)合天津氣象站的氣象資料，得到氣象站處風(fēng)速風(fēng)向聯(lián)合分布函數(shù)，進而得到建筑實例頂層處的風(fēng)速風(fēng)向分布函數(shù)，并對

4、其進行符合風(fēng)洞試驗工況的風(fēng)速風(fēng)向區(qū)間概率離散化。同時，用類似的方法，得到建筑位置處不考慮風(fēng)向影響的離散化風(fēng)速區(qū)間概率。在擬合氣象站處風(fēng)速風(fēng)向聯(lián)合分布函數(shù)時，分別采用1天樣本取樣方法和8天樣本取樣方法對氣象站資料進行統(tǒng)計處理，并用三種極值風(fēng)速分布模型分別對得到的風(fēng)速風(fēng)向統(tǒng)計結(jié)果進行擬合。
　　(2)結(jié)合同步多點測壓風(fēng)洞試驗對具體結(jié)構(gòu)得出其風(fēng)致加速度響應(yīng)。用振型疊加法和Duhamel積分的方法求解不同風(fēng)速風(fēng)向區(qū)間的建筑頂層在三個方向上