肮层建筑玻璃幕墙线性和非线性抗风动力可靠性分析（1）

研究了风荷载的统计方法，然后用板理论建立了幕墙的线性和非线性风振响应分析模型；继而用振型分解法建立了线性风振响应的计算公式，用伽辽金法和改进的等效线性化法求解了 为非零均值的非线性风振响应方程，最后依据定义，用泊松过程法建立了线性动力可靠性的计算公式，针对非线性最大动应力是一非高斯随机过程情况，用泊松法和非线性变换，建立了非线性动力可靠性的计算公式，并给出算例；     

点支式幕墙支撑结构风振系数计算

目前幕墙规范中采用阵风系数来代替风振系数对幕墙支承结构进行风振计算,这与实际情况差异较大,本文为此提出了基于简支梁模型的幕墙风振系数算法.基于随机振动理论,笔者首先导出了幕墙结构随机风荷载作用下响应的具体表达式,并由此建立了点支式幕墙风振系数的简化计算公式,并通过数值仿真计算验证了该算法的有效性.该计算公式与现行荷载规范中风振系数的表达式在外形上基本一致,可方便的应用于实际设计,也可作为修订规范或规程时的参考.     

建筑幕墙风荷载的数值模拟研究

对幕墙结构中风荷载的脉动特性进行了分析，采用沿高度变化的E．Simiu风速谱，用改进的谐波叠加法模拟了不同高度处脉动风速和风压的时程曲线，给出了风荷载的计算公式，结果表明该方法简单有效，且能够反映脉动风的随机特性，解决了玻璃幕墙风荷载的动力计算问题。     

脉动风作用下电视塔桅杆结构TMD控制的惯性质量与位置优化

本文以深圳市梧桐山电视塔桅杆结构风振控制项目为背景,分析了风荷载的动力特性,给出了脉动风荷载的模拟方法;采用调谐质量阻尼控制方法和线性吸振、非线性耗能的结构控制策略,对控制装置进行了系统设计,分析了装置的惯性质量效应并提出了装置的优化布置方法;在模拟脉动风荷载作用下采用振型分解和时程分析相结合的方法,对结构进行动力分析和振动控制效果计算,为TMD高耸结构抗风设计提供了依据。     

高层建筑幕墙构件风振效应的探讨

在高层建筑中对幕墙构件进行强度验算时，不应采用整体结构的风荷载计算公式。幕墙构件自身及其与主体结构连接处的风荷载内力效应，应为主体结构由于风荷载引起的振动，对于幕墙构件的支座动力输入，另加幕墙构件的直接风荷载。本文给出与规范相衔接的近似计算方法。     

基于响应时程的大跨度空间结构等效静风荷载分析方法

提出以特定时刻的瞬时风压分布为基础,计算大跨度空间结构等效静风荷载的基本方法。首先利用广义坐标合成法得到目标响应的时程,从中确定产生最大响应的时刻,再以该时刻的瞬时风压分布为基础,采用动力放大因子法或附加风振力法计算等效静风荷载。当采用附加风振力法将瞬时风压和附加风振力叠加时,可以得到与风压作用方向不同的等效静风荷载,避免了在某些情况下对风压的过度放大。为便于工程应用,根据精确的等效静风荷载计算式,将荷载中的准静态分量和附加风振力分离,提出了附加风振力的简化计算式。通过大型结构算例分析,证明采用上述方法可以给出合理的等效静风荷载分布,不但能够保证响应目标的等效,其他响应也符合真实情况。     

桅杆结构风振响应分析

本文根据一工程实例,建立了一个格构式桅杆的空间动力模型,利用Monte Carlo数值模拟对桅杆的非线性风振响应进行了计算。根据计算结果,对桅杆结构在风荷载作用下的响应特性进行了分析,并根据桅杆结构风振实测结果,对桅杆结构风振响应的非高斯性和宽带性进行了分析。     

悬挑式张弦梁结构的风振分析及抗风设计

以浦江某体育场悬挑式张弦梁结构为研究对象,探讨了基于风洞试验数据的结构风振响应及等效静力风荷载.建立了考虑拉索几何非线性的有限元模型,采用插值方法将试验测点的风速时程按控制面积等效为有限元节点的荷载时程,并进行结构的风振响应提取.分析表明:若实际工程中采用荷载时程与其他效应组合进行设计,其过程将过于繁琐;采用荷载风振系...     

新型索承网壳结构非线性风振反应特性及参数分析

根据随机过程理论,考虑风压脉动及风的空间相关性,给出了具有空间相关性风场的计算机模拟方法,建立了一种适合大跨空间结构非线性风振响应计算分析的时域方法,并编制了相应的抗风设计程序.对一K8型索承网壳结构进行了非线性风振反应分析,分析表明该结构具有良好的抗风性能.通过改变几何、结构、荷载等参数,研究诸多因素对素承网壳风振反应的影响,结果表明矢跨比和撑杆长度是索承网壳抗风设计的主要控制参数.     

大跨屋盖结构风致抖振响应研究

建立基于非定常风荷载的大跨屋盖结构风致动力响应的试验和分析方法。该方法采用多通道测压系统扩大同步测压点的数目,更全面地获得屋盖表面风压的时空特性,为准确计算结构风致响应奠定了基础。在动力分析方法上应用CQC法计算屋盖结构的风振响应,考虑多模态及模态间的耦合影响,编制了结构风致动力效应计算程序SWDP。最后对上海铁路南站工程屋盖结构的抖振响应结果进行了计算和分析。结果表明,采用多通道测压系统可以有效地扩大同步测压点的数目;基于非定常风荷载的CQC方法是计算复杂大跨屋盖结构风振响应的有效方法;背景响应对于总响应的贡献通常是不可忽略的。     

基础转动结构随机风振响应分析的复模态法

对多自由度基础转动结构随机风振响应问题进行了系统研究。针对用上部结构第一振型展开所得方程为非经典阻尼和非对称结构以及脉动风谱为非有理分式风谱情况 ,用线性滤波过程生成脉动风谱 ,用复模态和扩阶法进行解耦 ,获得了等效风谱对应的以第一振型表示的结构响应解析解 ,对单自由度体系 ,此解即为结构响应精确解。该方法可用于带TMD或TLD结构的风振分析和优化设计。     

一种基于可靠度分析的简化风振系数

为将风致响应分析与体系可靠性评价结合起来,提出了一种基于可靠度分析的简化风振系数。该简化风振系数通过计算出风荷载动力效应下与静风作用下结构整体最大位移或极限承载能力的比值,将动力可靠度问题转变为静力可靠度问题,方便了可靠度的求解。同时采用该简化风振系数进行分析还能给出峰值因子一个合理的取值。示例验算过程表明,该简化风振系数具有较好的效果。这为实现考虑风致响应的可靠度分析提供了一种方法。     

大跨桥梁风致抖振疲劳可靠度近似分析及寿命估算

论述了大跨桥梁风致抖振疲劳分析及寿命估算方法。按寿命服从Ｗｅｉｂｕｌｌ分布假定,确定桥梁结 构抖振疲劳可靠度。根据桥梁结构疲劳目标可靠度,给出了简单的寿命计算公式。以虎门悬索桥为工程算例表 明,本文所述方法较之其它桥梁抖振疲劳分析方法更加简单明了,便于实用。     

基于数值模拟法的张力膜结构风振响应分析

针对张力膜结构这种柔性结构非线性程度高、质量轻、刚度弱、风敏感等特点,利用非线性随机振动理论,采用数字模拟法在时域对张力膜结构进行了风激动力响应分析．利用线性自回归过滤器,引入适当的三维空间相关性公式,根据脉动风的特性产生时域内的样本函数,然后根据样本函数利用有限元法在时域内求解运动微分方程得到张力膜结构的风激动力响应,最后由响应值求得结构振动的位移、速度、加速度的均值和均方差等统计信息．从中获取张力膜结构的风激动力响应特性,并给出风激动力响应与结构参数的关系,为继续开展张力膜结构的研究工作提供一些有益的参考．     

基于一致耦合法某大型博物馆结构风致响应精细化研究

针对传统三分量方法中采用SRSS组合背景分量和共振分量获得脉动风总响应的局限,在结构动力学和随机振动理论基础上,推导出结构脉动风总响应的实际理论组合计算式,提出用于补偿背景分量和共振分量之间耦合项的一致耦合法来求解结构的风致响应。该方法从理论上适用于任一复杂柔性结构的风致响应精细化分析。以某大型自然博物馆柔性钢结构为例,采用一致耦合法以及改进的三分量方法进行风致响应计算,并与全模态完全二次型（CQC）法计算结果进行对比分析,结果表明：背景、共振及其交叉项分量均需考虑,其中又以共振分量为主导,并且共振模态之间的耦合效应显著,背景和共振分量之间的交叉项也不能忽略。一致耦合法具有较高的精度和稳定性,是此类结构风振响应机理分析的有效方法。     

地下结构纵向抗震动力可靠度分析

将沉埋隧道地震反应分析的数学模型应用于地下结构随机地震响应分析,阐述了采用动力分析方法求结构体系的脉冲响应函数的原理和方法,采用傅立叶变换原理和随机振动理论,建立了地下结构纵向随机地震响应统计特征的数学表达式。将结构随机地震响应看成是1个泊松过程,建立了采用首次超越破坏理论计算地下结构抗震可靠度的数学公式。以南京长江越江隧道初步设计方案(沉管段)为例,计算了其在高斯平稳随机过程地震动作用下的动力反应均方根值和纵向抗震动力可靠度。为地下结构整体随机地震反应分析及动力可靠度的研究提供了一种分析途径,为以可靠性理论为基础的地下结构抗震概率设计规范的制订奠定了理论基础。     

等效静力风荷载背景和共振之间的耦合效应

在结构动力学和随机振动理论基础上,推导出结构脉动风总响应的实际理论组合公式,首次定义了耦合恢复力协方差矩阵这一参数,提出用于补偿背景和共振分量之间耦合项的一致耦合方法（CCM）来求解结构的总风致响应,并赋予等效静风荷载背景和共振耦合项以明确的物理含义。以某大跨屋盖结构为例,采用CCM法进行风致响应和等效静风荷载计算,通过与全模态完全二次型组合（CQC）计算结果进行对比分析,深入揭示了背景和共振耦合项的作用机理,验证了本文方法的高精度和有效性,为此类结构风致响应和等效静风荷载的精确求解和机理研究提供新的思路。     

改进遗传算法的结构调谐质量阻尼器风振控制的优化设计

为获得带调谐质量阻尼器(TMD)的建筑结构在随机风荷载作用下基于舒适度及动力可靠度的TMD装置的最优参数,在获得与舒适度相关的结构一阶模态加速度风振响应的解析解的基础上,根据随机过程极值理论,获得受控结构平均最大风振位移的解析解;然后,定义结构在设置TM,和不设置TMD的平均最大风振位移之比作为减振效果指标,并以之为优...     

考虑二阶振型的高层建筑顺风向风振响应简化计算

为评估高层建筑风振的舒适度,应建立简单实用的结构风振响应计算方法。而我国GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》的高层建筑顺风向风振响应简化计算方法没有考虑二阶振型的贡献。基于准定常理论,采用频域法进行了考虑二阶振型贡献的高层建筑顺风向风致响应评估,并分析了二阶振型对结构风致响应的贡献。结果表明：二阶振型对高层建筑顺风向动力位移响应的贡献一般在2%以内,但对顺风向动力加速度响应的贡献最大能达到18%。在评估结构顺风向风振加速度响应时,二阶振型的贡献不能忽略。在此基础上,推导了考虑二阶振型的对称等截面高层建筑顺风向风振响应简化计算方法。将此简化方法得到的结果与频域法和规范公式得到的结果进行对比,其误差在5%以内,表明简化公式具有较好的精度和适用性。     

非线性体系动力可靠性分析的等效Duffing体系法

等效线性化法是非线性结构体系的随机反应分析最常用的方法,但使用等效线性化法给出的反应结果进行结构动力可靠性分析会带来很大的误差。将一般非线性体系通过均方最小误差原则等效为Duffing非线性体系来进行结构动力可靠性分析。Duffing非线性体系可以通过FPK方程求得其稳态精确解析解,所以使用该等效非线性法进行结构动力可靠性分析不仅计算上方便可行而且精度较高。算例分析表明了等效非线性法分析结果可靠,且比等效线性化法的计算精度有明显提高。