山地風(fēng)場中高層建筑風(fēng)致振動研究.pdf

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

2、場中平均和脈動風(fēng)速加速比數(shù)學(xué)模型。研究單個山體時，各種山體坡度、高度、來流平均風(fēng)速等參數(shù)影響下，山地各位置平均和脈動風(fēng)速特性；討論來流方向有多個山體時，受擾山體各位置平均和脈動風(fēng)速特性隨遮擋距離、遮擋山體坡度、遮擋山體高度、連續(xù)山體個數(shù)等因素變化。根據(jù)試驗結(jié)果建立山地風(fēng)場計算模型，可分別計算單個山體坡度、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，山體各位置、各高度的平均和脈動風(fēng)速。通過算例說明，計算模型與試驗數(shù)據(jù)吻合較好。<

3、br>　　 ②通過高層建筑剛性模型風(fēng)洞試驗，建立山地風(fēng)場中高層建筑風(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，用以模擬山地風(fēng)場中復(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壓試驗，通過改變來流平均風(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、均方根值計算模型、功率譜模型和橫-扭相干函數(shù)模型，通過算例說明計算模型與試驗結(jié)果基本保持一致，能較真實反應(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)對高層建筑風(fēng)致響應(yīng)譜的影響。根據(jù)山地風(fēng)場平均、脈動風(fēng)速模型和高層建筑的幅值和頻域風(fēng)荷載模型，在頻域上計算山地風(fēng)場中高層建筑層風(fēng)荷載功率譜；對于順風(fēng)向采用來流脈動風(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)隨機振動理論計算高層建筑風(fēng)致響應(yīng)譜。通過