山地風(fēng)場(chǎng)中高層建筑風(fēng)致振動(dòng)研究.pdf

1、由于山體的干擾作用，山地風(fēng)場(chǎng)具有與平地風(fēng)場(chǎng)截然不同的特征，如果仍采用平地風(fēng)場(chǎng)計(jì)算方法計(jì)算山地高層建筑風(fēng)致響應(yīng)，勢(shì)必會(huì)造成較大誤差。因此必須從山地風(fēng)場(chǎng)的基本特性入手，結(jié)合高層建筑在復(fù)雜風(fēng)場(chǎng)中的風(fēng)荷載，才能得到其振動(dòng)特性。本文通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)手段，分別系統(tǒng)的研究了各種典型山地風(fēng)場(chǎng)特性和高層建筑風(fēng)荷載特性，由此提出了山地風(fēng)場(chǎng)中高層建筑風(fēng)致振動(dòng)和等效風(fēng)荷載計(jì)算方法，主要開展了以下幾個(gè)方面的工作：
　　 ①通過(guò)剛性山體模型風(fēng)洞試驗(yàn)，建立山地風(fēng)

2、場(chǎng)中平均和脈動(dòng)風(fēng)速加速比數(shù)學(xué)模型。研究單個(gè)山體時(shí)，各種山體坡度、高度、來(lái)流平均風(fēng)速等參數(shù)影響下，山地各位置平均和脈動(dòng)風(fēng)速特性；討論來(lái)流方向有多個(gè)山體時(shí)，受擾山體各位置平均和脈動(dòng)風(fēng)速特性隨遮擋距離、遮擋山體坡度、遮擋山體高度、連續(xù)山體個(gè)數(shù)等因素變化。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果建立山地風(fēng)場(chǎng)計(jì)算模型，可分別計(jì)算單個(gè)山體坡度、高度、遮擋山體距離、坡度、高度和數(shù)量等各種參數(shù)改變時(shí)，山體各位置、各高度的平均和脈動(dòng)風(fēng)速。通過(guò)算例說(shuō)明，計(jì)算模型與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好。<

3、br>　　 ②通過(guò)高層建筑剛性模型風(fēng)洞試驗(yàn)，建立山地風(fēng)場(chǎng)中高層建筑風(fēng)荷載幅值特性和頻域特性數(shù)學(xué)模型。在風(fēng)洞中建立了不同湍流度水平的風(fēng)場(chǎng)，用以模擬山地風(fēng)場(chǎng)中復(fù)雜的湍流度變化。進(jìn)行各種高寬比和寬厚比矩形和圓形截面高層建筑剛性模型測(cè)壓試驗(yàn)，通過(guò)改變來(lái)流平均風(fēng)速和湍流度，討論不同高度順風(fēng)向、橫風(fēng)向和扭轉(zhuǎn)方向風(fēng)荷載平均值和均方根值、功率譜密度和橫-扭相干函數(shù)等特性。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果建立矩形和圓形截面高層建筑順風(fēng)向、橫風(fēng)向和扭轉(zhuǎn)方向風(fēng)荷載系數(shù)平均值和

4、均方根值計(jì)算模型、功率譜模型和橫-扭相干函數(shù)模型，通過(guò)算例說(shuō)明計(jì)算模型與試驗(yàn)結(jié)果基本保持一致，能較真實(shí)反應(yīng)各種復(fù)雜山地條件下的高層建筑風(fēng)荷載特性。
　　 ③分析山體參數(shù)對(duì)高層建筑風(fēng)致響應(yīng)譜的影響。根據(jù)山地風(fēng)場(chǎng)平均、脈動(dòng)風(fēng)速模型和高層建筑的幅值和頻域風(fēng)荷載模型，在頻域上計(jì)算山地風(fēng)場(chǎng)中高層建筑層風(fēng)荷載功率譜；對(duì)于順風(fēng)向采用來(lái)流脈動(dòng)風(fēng)速相干函數(shù)，橫風(fēng)向采用渦旋脫落相干函數(shù)，得到廣義風(fēng)荷載譜；根據(jù)隨機(jī)振動(dòng)理論計(jì)算高層建筑風(fēng)致響應(yīng)譜。通過(guò)