高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)分析研究.pdf

1、風(fēng)荷載一直是高聳結(jié)構(gòu)的重要設(shè)計荷載，特別是對高聳塔式結(jié)構(gòu)起到?jīng)Q定性的作用。在建的廣州電視塔總高610米，主體結(jié)構(gòu)454米，是具有獨特、復(fù)雜、細柔結(jié)構(gòu)造型和小阻尼的超高聳建筑，對于如此重要、復(fù)雜的高聳結(jié)構(gòu)進行脈動風(fēng)荷載響應(yīng)分析非常必要。本文以廣州電視塔主體結(jié)構(gòu)為算例進行了相關(guān)研究，主要內(nèi)容與結(jié)論如下： 1．緒論：簡要介紹了高聳結(jié)構(gòu)發(fā)展及研究現(xiàn)狀、廣州電視塔等塔式結(jié)構(gòu)的特點、高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)工程研究現(xiàn)狀以及塔式結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制研究概況等。

2、 2．高聳結(jié)構(gòu)的模型降階與動力特性分析：對于廣州電視塔這樣的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、自由度繁多的大型高聳結(jié)構(gòu)進行動力分析時計算量是難以忍受的，進行模型降階很有必要。本文在已有廣州電視塔ANSYS三維有限元模型基礎(chǔ)上對其進行了模型降階，導(dǎo)出了符合電視塔動力特性的二維豎向多自由度體系。動力特性分析表明，采用二維豎向串聯(lián)多自由度體系模型計算的動力特性與三維有限元模型基本吻合，故可以用二維豎向串聯(lián)多自由度體系模型進行廣州電視塔的風(fēng)振響應(yīng)分析研究。

3、 3．高聳結(jié)構(gòu)的脈動風(fēng)荷載數(shù)值模擬：對于廣州電視塔這樣的超高聳結(jié)構(gòu)我國還沒有現(xiàn)成的實測風(fēng)荷載數(shù)據(jù)以供結(jié)構(gòu)動力分析，所以進行風(fēng)洞試驗或數(shù)值仿真很有必要。本人在數(shù)值仿真方面做了初步研究。根據(jù)隨機振動理論，按照自回歸(AR)模型方法分別仿真得到了作用在電視塔上的76維互相關(guān)的人造脈動風(fēng)荷載時程樣本，同時對它們進行了檢驗。結(jié)果表明時程樣本可以用來進行結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析及控制計算。 4．應(yīng)用虛擬激勵法進行高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)分析：虛擬激勵法是我國著

4、名學(xué)者林家浩教授提出的一套快速、精確、高效的隨機振動計算方法，較之傳統(tǒng)的隨機計算方法，該方法在計算大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)方面優(yōu)勢明顯。為了了解廣州電視塔的風(fēng)振響應(yīng)特征，本文將其引入到高聳結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)計算中，利用廣州電視塔作為算例進行了脈動風(fēng)荷載順風(fēng)向響應(yīng)分析。分析結(jié)果表明，廣州電視塔的風(fēng)振響應(yīng)超過了規(guī)范的容許范圍，有必要進行電視塔的風(fēng)振控制研究。 5．廣州電視塔風(fēng)振控制初步研究：針對廣州電視塔的風(fēng)振響應(yīng)超過規(guī)范的容許范圍，本文對廣州電視