風荷載作用下高層建筑頂點最大加速度分析.pdf

1、高層建筑風荷載引起的效應在總荷載效應中占有相當大的比重，甚至起決定性作用，因而風荷載及風荷載作用下結構的靜、動力響應常常是高層建筑研究的主要內(nèi)容。在脈動風作用下，高層建筑會發(fā)生振動，當振動達到某一限值時，人們開始有某種不舒適的感覺，甚至不能忍受，直接影響居民的工作和生活。這種就居住者舒適感而言的振動效應分析,常稱為舒適度分析，舒適度分析主要針對風荷載而言，盡管判斷舒適度的標準有多種，但采用最多的是高層建筑的頂點最大加速度。
　　這

2、一新興課題是伴隨超高層結構出現(xiàn)的，因而對其進行的研究還不夠深入。盡管各國對舒適度驗算提出了一些計算方法，但其合理性是值得研究的。目前我國的《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ3-2002)[1](以下簡稱“高規(guī)”)和《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程》(JGJ99-98)[2]規(guī)定舒適度的驗算是通過計算結構頂點加速度值來判定的?，F(xiàn)行規(guī)范為了使用上的方便，在理論推導中進行了大量的簡化，在參數(shù)的選取上，是經(jīng)過大量計算和分析整理，并考慮與原規(guī)范的

3、銜接而得出的。
　　本文研究的重點是超高層建筑順風向頂點最大加速度，主要的研究內(nèi)容和創(chuàng)新性成果如下：
　　①通過閱讀大量的相關文獻，以我國現(xiàn)行規(guī)范的理論和原則為基礎，由隨機振動理論，按風振隨機振動的振型分解法，在基于相對規(guī)則結構的情況下，在頻域內(nèi)對加速度響應根方差進行了詳細的理論推導，得出了高層建筑順風向頂點加速度的計算公式。
　　②對順風向頂點加速度計算公式進行化簡，并對其中的參數(shù)進行分析和選取，其中包括風速譜、空間

4、相關函數(shù)、地面粗糙度系數(shù)、振型坐標等，并對頻域響應函數(shù)虛部的簡化計算進行了詳細的推導。
　?、垡訣tabs軟件為基礎，分析了結構三維坐標下空間振型的正交性問題，并選取了一個復雜結構為例，對振型的正交性進行了驗證。通過對模型的計算，得出了實際計算中振型坐標的選取方法。
　　④用Matlab語言對得出的頂點加速度公式編程，并通過多個工程實例進行計算。根據(jù)選擇的地面粗糙度系數(shù)k和振型數(shù)的不同，得出不同的結果，并對結果進行分析，得到

5、如下結論：因為k值比較離散，所以 k值不同時，得到的頂點加速度差別比較大；隨著振型數(shù)的增加，加速度也會不同程度的增加，對于相對規(guī)則結構高階振型對加速度的影響最大可達到百分之二十幾，比較小的時候也能達到百分之十左右。對于個別結構可以達到百分之三十,所以有時是不能忽略高階振型的影響的；對規(guī)則結構，計算順風向頂點加速度時，一般取前3～5階振型就可以；對于比較規(guī)則的結構一般取到5～8階；對于個別結構要取到10階以上才能達到比較高的精度。