基于湍流脈動壓力的高層建筑橫風向風振時程分析.pdf

1、隨著建筑高度的不斷增加，其風振響應更加顯著，當建筑的高寬比大于4時，橫風向風效應往往大于順風向而成為關鍵因素。相比順風向，高層建筑橫風向風振的作用機理更為復雜，一般要考慮建筑的高寬比、高度和結構自振頻率等多種因素的影響。同時，來流受建筑物的擾動，其橫向邊墻上的湍流脈動壓力對結構可能會產生明顯的作用。本文對7種典型矩形高層建筑的湍流橫向脈動風壓譜模型展開了研究，并基于所求的湍流橫向脈動風壓譜對建筑進行了風振響應時程分析，對比研究了不同截面

2、和不同高度對譜模型和風振響應的影響。
　　本文先對中日澳三國規(guī)范的橫風向風荷載進行了參數(shù)對照分析，主要包括基本風速、平均風速剖面、風壓高度變化系數(shù)、峰值因子和橫風向風力譜的對比分析。列舉了一些高層算例，研究了高寬比、周期、阻尼比、高度和基本風壓的變化對中日澳三國規(guī)范橫風向風荷載的影響，并將中日澳三國規(guī)范的計算結果進行了對比分析。
　　對湍流橫向脈動風壓譜模型進行了對比分析，利用CFD模擬了7種典型矩形高層建筑周圍的風場，提取

3、了相應的風場參數(shù)，通過Matlab編程求解出了7種典型矩形高層建筑的湍流橫向脈動風壓譜模型，并對比分析了不同高寬比、不同深寬比、不同高度以及相關參數(shù)取值對湍流譜模型的影響。同時，將湍流譜模型、日本規(guī)范譜模型以及基于風洞試驗的漩渦脫落譜模型進行了對比和分析。最后，與原型實測的譜曲線進行了對比驗證。結果表明不同截面和不同高度對湍流譜模型有所影響，湍流譜模型呈現(xiàn)為相對寬帶的情況，在關心頻率區(qū)間，湍流譜曲線與原型實測的譜曲線吻合較好。
　

4、　基于7種典型矩形高層建筑的湍流橫向脈動風壓譜，通過Matlab編程，考慮風力的豎向相干性，采用諧波疊加法模擬給出了相應的橫風向風壓時程。將模擬得到的風壓時程作為輸入荷載，采用Newmark-β法求得了7種典型高層建筑的橫風向風振響應時程，并研究了不同高寬比、不同深寬比和不同高度對橫風向風振響應的影響。結果表明隨著高寬比、深寬比和高度的增大，橫風向風振響應均有所增大。同時，分析了結構基頻對橫風向風振響應的影響。最后，與基于日本規(guī)范譜的橫