廣州西塔風(fēng)致響應(yīng)和氣彈效應(yīng)的試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和城市化進(jìn)程的加快,高層、超高層建筑得到了迅猛地發(fā)展。由使用新材料、新工藝和新的施工技術(shù)建造起來的超高層建筑通常是輕質(zhì)高柔性結(jié)構(gòu),這類建筑對于風(fēng)環(huán)境特別敏感,風(fēng)荷載已成為超高層建筑的重要控制荷載。
　　大量實(shí)驗(yàn)表明,超高層建筑的橫風(fēng)向動力響應(yīng)通常要比順風(fēng)向的大。在工程應(yīng)用中,橫風(fēng)向的等效靜態(tài)風(fēng)荷載有時甚至起到了決定性的作用。對一些高柔輕質(zhì)建筑而言,其結(jié)構(gòu)與風(fēng)之間的相互作用,有時會使結(jié)構(gòu)響應(yīng)急劇放大而導(dǎo)

2、致結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定乃至破壞,影響結(jié)構(gòu)使用和安全。因此,需要對此類結(jié)構(gòu)進(jìn)行氣動彈性效應(yīng)影響的研究。
　　在建的432m廣州珠江新城西塔為典型的高柔性結(jié)構(gòu),本文以此為原型,設(shè)計制作了氣動彈性模型,考察這一重要工程結(jié)構(gòu)的氣動彈性效應(yīng)。首先通過靜力拉伸法測量并估算結(jié)構(gòu)阻尼,發(fā)現(xiàn)了模型結(jié)構(gòu)阻尼隨響應(yīng)振幅的增加而增加的規(guī)律。通過一系列風(fēng)洞試驗(yàn),運(yùn)用隨機(jī)減量技術(shù)(RDT)識別出了結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)參數(shù),分析了結(jié)構(gòu)的氣動阻尼特性。結(jié)果表明:西塔的橫風(fēng)向氣動

3、阻尼基本上均為正數(shù),在低風(fēng)速段隨風(fēng)速的增加而增加,在梯度風(fēng)風(fēng)速為45.4m/s時達(dá)到最大值為1.75％;隨后在臨界風(fēng)速附近急劇下降,在51m/s時降到最小值,約為-0.06%。由于負(fù)氣動阻尼值的絕對值很小,可以忽略其不利影響。最后在總阻尼識別的基礎(chǔ)上,將氣彈模型的結(jié)果和剛性模型的結(jié)果進(jìn)行了比較,結(jié)果顯示,兩種不同試驗(yàn)方法的結(jié)果具有較好的可比性。
　　同時根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)振動控制原理,設(shè)計了倒懸質(zhì)量塊的減振裝置(TMD)。通過可調(diào)質(zhì)