考慮氣動耦合影響的高層建筑抗風研究.pdf

1、隨著超高層建筑高度的迅速增加，所用建筑材料的日趨輕質高強化，建筑結構呈現出阻尼比小，柔度大，自振頻率低的特點，使得風荷載和風致振動成為了超高層建筑設計的主要控制因素。研究發(fā)現，阻尼對高層建筑的動力響應影響很大，除了結構阻尼外，氣動阻尼對高層建筑風致振動響應的影響有時是不能忽略的。
　　本文以高層建筑為研究目標，設計制作了三種試驗模型進行超高層建筑風洞試驗研究，通過氣動彈性模型試驗、高頻動態(tài)測力天平試驗和多點瞬態(tài)風壓同步測量試驗結果

2、，對高層建筑等效靜力風荷載及風致響應做系統(tǒng)分析，通過對比三種試驗結果的差異性，來研宄氣動耦合作用對高層建筑等效靜力風荷載及風致響應的影響。
　　在氣動彈性模型風洞試驗中獲取結構加速度和位移響應時程，通過頻譜分析，并結合濾波技術識別結構的動力特性。通過自然激勵技術法(NExT)獲取振動響應數據互相關函數，然后結合ARMA模型時序法進行時域的模態(tài)識別法分析，在模型的擬合曲線與實測曲線吻合得較好的前提下，采用改變模態(tài)階數的方法，減少噪聲

3、干擾，得到結構的氣動阻尼，得到了結構在0°和90°風向角下的橫風向和順風向氣動阻尼隨風速的變化曲線。在強風下，對順風向的加速度響應時程結合濾波方法進行處理，消除橫風向能量轉移的影響。在對結構響應特性的分析過程中，發(fā)現了風速和迎風寬度對響應相關性的影響很大。在氣動阻尼識別過程中，發(fā)現了渦激共振現象。
　　在測壓試驗中，研究了風壓分布特性，順風向和橫風向的風致響應。結果表明考慮氣動耦合作用，結構的風致響應有很大程度的變化。在加速度響應

4、研究中發(fā)現了，考慮氣動阻尼作用的剛性測壓試驗計算結果與氣動彈性模型試驗結果相吻合，驗證了氣動彈性模型試驗的正確性。并在研究過程中發(fā)現了“拍”現象對結構響應的影響，使得結構順風向的響應偏大，橫風向的響應偏小。
　　在測力試驗中，研究了基底彎矩譜的特性，發(fā)現了“雙峰”現象對試驗結果的影響很大，消除共振峰值后，基底脈動彎矩系數均方根值有顯著的下降，驗證了測力試驗中保證模型輕質高強的重要性。最后將測力試驗得到的加速度響應結果與氣動彈性模型