考慮風(fēng)向影響的超高層建筑風(fēng)致加速度響應(yīng)概率性評(píng)價(jià).pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和建筑技術(shù)的日益革新，超高層建筑，作為一個(gè)國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和發(fā)展水平的象征，其發(fā)展也成為了一個(gè)必然的趨勢(shì)。隨著建筑物高度的不斷刷新，超高層建筑也變得越來(lái)越柔，加之其阻尼較低，在風(fēng)荷載作用下，尤其是在強(qiáng)風(fēng)作用下，結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生較大的擺動(dòng)，使人感到不舒適，甚至無(wú)法忍受。因此，對(duì)超高層建筑來(lái)說(shuō)，如何保證其在風(fēng)荷載作用下的舒適度，是一個(gè)非常值得研究和解決的問(wèn)題。
　　超高層建筑的舒適度主要取決于其在風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生的風(fēng)振加

2、速度響應(yīng)，包括風(fēng)振加速度響應(yīng)的幅值、持時(shí)和變化頻率。對(duì)一確定的結(jié)構(gòu)而言，加速度響應(yīng)的持時(shí)和變化頻率是難以調(diào)整的。所以，在結(jié)構(gòu)抗風(fēng)領(lǐng)域，往往采用限制結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速度幅值的辦法來(lái)滿足舒適度的要求。
　　結(jié)合了國(guó)外有關(guān)研究和工程實(shí)踐，我國(guó)制定了《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB5009-2012)，規(guī)定了結(jié)構(gòu)頂層加速度響應(yīng)的幅值的限定值。然而，結(jié)構(gòu)的風(fēng)致加速度響應(yīng)主要是由脈動(dòng)風(fēng)引起的，其響應(yīng)也是一個(gè)隨時(shí)間變化的脈動(dòng)過(guò)程，即使規(guī)范規(guī)定了加速度響應(yīng)的

3、限值，加速度的實(shí)際響應(yīng)在時(shí)域上仍會(huì)有一定的概率超過(guò)這個(gè)限值。同時(shí)，對(duì)與一座確定的建筑來(lái)說(shuō)，由于其在不同方向上對(duì)風(fēng)荷載的彈性恢復(fù)力是不同的，故其建筑位置處的風(fēng)速和風(fēng)向的不確定性對(duì)結(jié)構(gòu)的影響是很大的。
　　針對(duì)上述這一情況，本文提出了用考慮風(fēng)向影響的概率方法來(lái)評(píng)價(jià)超高層建筑風(fēng)致加速度響應(yīng)。本文主要的研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)結(jié)合天津氣象站的氣象資料，得到氣象站處風(fēng)速風(fēng)向聯(lián)合分布函數(shù)，進(jìn)而得到建筑實(shí)例頂層處的風(fēng)速風(fēng)向分布函數(shù)，并對(duì)

4、其進(jìn)行符合風(fēng)洞試驗(yàn)工況的風(fēng)速風(fēng)向區(qū)間概率離散化。同時(shí)，用類似的方法，得到建筑位置處不考慮風(fēng)向影響的離散化風(fēng)速區(qū)間概率。在擬合氣象站處風(fēng)速風(fēng)向聯(lián)合分布函數(shù)時(shí)，分別采用1天樣本取樣方法和8天樣本取樣方法對(duì)氣象站資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，并用三種極值風(fēng)速分布模型分別對(duì)得到的風(fēng)速風(fēng)向統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行擬合。
　　(2)結(jié)合同步多點(diǎn)測(cè)壓風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)具體結(jié)構(gòu)得出其風(fēng)致加速度響應(yīng)。用振型疊加法和Duhamel積分的方法求解不同風(fēng)速風(fēng)向區(qū)間的建筑頂層在三個(gè)方向上