高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)分析研究.pdf

1、風(fēng)荷載一直是高聳結(jié)構(gòu)的重要設(shè)計(jì)荷載，特別是對(duì)高聳塔式結(jié)構(gòu)起到?jīng)Q定性的作用。在建的廣州電視塔總高610米，主體結(jié)構(gòu)454米，是具有獨(dú)特、復(fù)雜、細(xì)柔結(jié)構(gòu)造型和小阻尼的超高聳建筑，對(duì)于如此重要、復(fù)雜的高聳結(jié)構(gòu)進(jìn)行脈動(dòng)風(fēng)荷載響應(yīng)分析非常必要。本文以廣州電視塔主體結(jié)構(gòu)為算例進(jìn)行了相關(guān)研究，主要內(nèi)容與結(jié)論如下： 1．緒論：簡(jiǎn)要介紹了高聳結(jié)構(gòu)發(fā)展及研究現(xiàn)狀、廣州電視塔等塔式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)工程研究現(xiàn)狀以及塔式結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制研究概況等。

2、 2．高聳結(jié)構(gòu)的模型降階與動(dòng)力特性分析：對(duì)于廣州電視塔這樣的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、自由度繁多的大型高聳結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力分析時(shí)計(jì)算量是難以忍受的，進(jìn)行模型降階很有必要。本文在已有廣州電視塔ANSYS三維有限元模型基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行了模型降階，導(dǎo)出了符合電視塔動(dòng)力特性的二維豎向多自由度體系。動(dòng)力特性分析表明，采用二維豎向串聯(lián)多自由度體系模型計(jì)算的動(dòng)力特性與三維有限元模型基本吻合，故可以用二維豎向串聯(lián)多自由度體系模型進(jìn)行廣州電視塔的風(fēng)振響應(yīng)分析研究。

3、 3．高聳結(jié)構(gòu)的脈動(dòng)風(fēng)荷載數(shù)值模擬：對(duì)于廣州電視塔這樣的超高聳結(jié)構(gòu)我國(guó)還沒(méi)有現(xiàn)成的實(shí)測(cè)風(fēng)荷載數(shù)據(jù)以供結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析，所以進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)或數(shù)值仿真很有必要。本人在數(shù)值仿真方面做了初步研究。根據(jù)隨機(jī)振動(dòng)理論，按照自回歸(AR)模型方法分別仿真得到了作用在電視塔上的76維互相關(guān)的人造脈動(dòng)風(fēng)荷載時(shí)程樣本，同時(shí)對(duì)它們進(jìn)行了檢驗(yàn)。結(jié)果表明時(shí)程樣本可以用來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析及控制計(jì)算。 4．應(yīng)用虛擬激勵(lì)法進(jìn)行高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)分析：虛擬激勵(lì)法是我國(guó)著

4、名學(xué)者林家浩教授提出的一套快速、精確、高效的隨機(jī)振動(dòng)計(jì)算方法，較之傳統(tǒng)的隨機(jī)計(jì)算方法，該方法在計(jì)算大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)方面優(yōu)勢(shì)明顯。為了了解廣州電視塔的風(fēng)振響應(yīng)特征，本文將其引入到高聳結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)計(jì)算中，利用廣州電視塔作為算例進(jìn)行了脈動(dòng)風(fēng)荷載順風(fēng)向響應(yīng)分析。分析結(jié)果表明，廣州電視塔的風(fēng)振響應(yīng)超過(guò)了規(guī)范的容許范圍，有必要進(jìn)行電視塔的風(fēng)振控制研究。 5．廣州電視塔風(fēng)振控制初步研究：針對(duì)廣州電視塔的風(fēng)振響應(yīng)超過(guò)規(guī)范的容許范圍，本文對(duì)廣州電視