桅杆结构风振响应及控制研究综述

介绍了桅杆结构风振响应计算的几种常用方法，对各种方法的原理进行了较深入的阐述，通过比较说明了各种方法的优缺点，桅杆风振控制目前一般采用TMD控制装置，但是其控制效果还难以定论，有待于进一步研究。     

重庆某高层建筑动力风荷载试验研究

风荷载是高层建筑的控制荷载。抗风设计中必须准确得到风荷载引起的结构整体静、动态力与力矩。为此制作了一轻质刚性缩尺模型,采用高频动态天平技术在大气边界层风洞中进行测力试验,给出高220m的重庆某大夏在不同风向条件下结构总体承受的气动力与力矩系数,从而为大厦主建筑工程的结构抗风设计提供了依据。     

高耸结构风荷载特性的风洞试验研究

通过风洞试验对椭圆截面高耸结构的风荷载特性及结构抗风安全性进行了系统研究。获得了结构表面风压分布规律,研究了高耸结构三维风荷载功率谱特性,评估了结构的三维等效静力风荷载并和规范结果开展了对比性研究,讨论了结构抗风动力可靠性。研究结果可为高耸结构的抗风设计和风洞试验提供技术参考。     

电视塔结构在不同风速谱下TMD风振控制研究

文章通过数字模拟的方法,研究了被动ＴＭＤ系统对电视塔结构的风振控制效果和影响其控制效果的参数,并比较了采用不同风速谱进行风振控制计算时的不同结果。     

1000kV特高压变电构架风荷载特性

利用1000 kV特高压变电构架在均匀流、A类和B类地貌高频底部测力天平风洞试验同步测量的基底弯矩和反力的时程数据,对变电构架整体及节段模型的气动力系数功率谱以及均值、均方根、峰度和偏度等统计特性对比分析,详细考察风向、地貌等因素对风荷载特性的影响规律并探讨不同流场下输电构架整体与节段模型的气动力特性比例关系.研究结果...     

高层建筑风响应及等效静态风荷载的研究

从悬臂梁振动理论出发,讨论了高层建筑风响应的计算以及在风洞中利用高频天平测量高层建筑风荷载的原理,并进一步分析讨论了沿建筑物高度分布的平均风力、脉动风力、风致振动惯性力以及建筑结构设计所需要的等效静态风荷载的确定问题,指出了所提方法的局限性和应用范围,可为高层建筑结构设计中的风荷载确定提供参考.分析结果表明,求沿高层建筑高度分布的等效静态风荷载的方法适用于顺风向风力,在应用于横风向风力时由于涡脱落力的影响有理论误差.     

连续刚构桥超高墩的风荷载模型与抗风构造研究

为了对一座具有超高墩的预应力混凝土连续刚构桥在施工过程中的抗风性能进行分析,依据桥址处的风环境确定了上、下部结构区别对待的风荷载模型.在最大悬臂典型工况下与静风荷载进行了对比分析,并在此基础上对该桥的抗风构造措施进行了优化.结果表明:在文中构造的风荷载模型中同时考虑了风压廓线变化及冲击作用对超高墩单T结构的影响,其响应输出更能反映出超高墩具有的特殊风动力特性,同时增加的风撑横系梁构造能够显著降低风荷载下墩顶位移,值得同类桥型抗风设计中借鉴.     

典型超高层建筑风荷载的风洞试验研究

通过测力风洞试验对典型超高层建筑风荷载的作用机理进行了系统的研究。评估了各风力脉动分量的相关特性,研究了结构顺风向、横风向和扭转基底谱的分布特征,分析了结构三维等效静力风荷载及顺风向风振系数,并与规范结果进行了对比研究。研究成果可为超高层建筑的抗风设计及相关研究提供有用的资料及依据。     

建筑物风荷载环境数值模拟研究

风荷载极值概率信息对于结构抗风可靠性设计十分重要, 基于Hermite多项式模型(Hermite polynomial model, HPM)转换过程方法由于在估计强非高斯性风荷载极值方面表现优异, 因而受到研究人员的青睐从而被广泛应用。另一方面, 该方法的使用过程烦琐且有较强的理论性, 不利于工程应用。为此, 该文基于该方法提出非高斯风荷载极值估计的经验公式, 首先系统地阐述基于HPM转换过程方法, 接着对风荷载的极值分布函数模型展开讨论, 之后通过回归分析提出风荷载极值分布函数的经验公式, 并对其适用性和精确性加以验证。研究成果表明, 仅需知晓风荷载若干统计特征的情况下, 经验公式可快速估计风荷载极值, 精度上与HPM转换过程方法基本相同, 而在效率和便捷性方面显著提升, 便于在工程中推广使用。

     

风荷载作用下围护结构表面风压分布及局部体型系数数值模拟研究

为了从围护结构风压分布和风荷载局部体型系数角度研究建筑围护结构抗风性能,基于计算流体力学方法(CFD),利用scSTREAM平台,分别采用k-ε,RNG k-ε湍流模型对CARRC高层建筑标准模型进行模拟,并将数值模拟与试验结果对比分析,验证scSTREAM平台模拟计算的可行性,表明RNG k-ε湍流模型具有更高的计算精度,因此,选择RNGk-ε湍流模型用做后续研究。然后分别建立不同风速、不同建筑体型的模型,研究其对围护结构风压分布、风荷载局部体型系数的影响。结果表明:围护结构风压分布及风荷载局部体型系数受风速影响很小,但随建筑体型改变有明显变化;对于不同高宽比、宽厚比的建筑,围护结构各表面风压分布有较大区别,且出现风荷载局部体型系数取值明显高于规范的情况指出了规范取值的不合理之处,以优化围护结构局部体型系数分区取值。     

基于风洞试验的高层建筑风致响应和 等效风荷载计算

针对复杂体型和有气动干扰情况下高层建筑的风致响应和设计风荷载问题,提出一种基于风洞试验的计算方法,利用同步测压的风洞试验数据获得高层建筑的风压测层合力,基于简化层模型,在频域内给出该高层建筑风致响应和对应于各种响应等效风荷载的计算方法,并将该方法应用于某高层实例.分析表明：位移响应以第1阶模态贡献为主,加速度响应的前几阶模态均有贡献;采用频域和时域方法获得的位移和加速度响应吻合较好;本实例中基于顶部位移、底部剪力和底部弯矩的等效风荷载结果非常接近;等效风荷载的累加值可用来判断最不利风向角.     

Study on testing and establishment method for the load spectrum of bogie frame for high-speed trains

High speed train has a complex dynamic load structure. A structural load spectrum is the foundation to establish reliability test evaluation standard and design criteria. A bogie frame is the load transmission structure between wheel sets and car body. The damage consistency criterion necessary for establishing load spectrum is proposed. An establishment method for load spectrum for complex structures is provided. Damage consistency calibration of load spectra is also performed. In addition, the load spectra of bogie frame for 350 km/h high-speed-electric multiple unit (EMU) which has the highest actual operation speed currently are established under various operation conditions on Beijing-Tianjin Dedicated Passenger Line, based on the test data of bogie frame loads and stresses from key positions of fatigue of frame. Supported by the Technology Developing Project of Ministry of Railways of China (Grant No. 2006J09-F)     

矩形断面迎风面脉动压力特性试验研究

当紊流流经矩形钝体时,由于漩涡的拉伸和旋转运动,其顺流向脉动压力具有明显的非定常性和空间三维性,且主要依赖于紊流积分尺度与结构特征尺寸之比。为了深入研究紊流尺度效应作用机理,以4:1矩形断面为研究对象,基于三维谱张量理论和刚性节段模型测压试验,系统研究矩形断面顺流向脉动压力的非定常气动力特性。结果表明：在紊流从矩形断面驻点至分离点运动过程中,脉动压力的谱能量从低频向高频转移,且该现象随着L_u/D（L_u为脉动风的纵向积分尺度,D为迎风面高度）的减小更明显。与之相比,紊流三维效应和畸变效应随L_u/D的增大而减弱,在此过程中脉动压力的能量由于阻塞效应只在低频发生了明显的衰减,在高频无明显变化。并通过引入三维压力导纳来揭示紊流作用下矩形断面迎风侧脉动压力的非定常效应机理,对于驻点压力,L_u/D越大,压力导纳越接近准定常理论;对于非驻点压力,其距驻点位置越远,阻塞效应对于低频能量的减弱作用越明显,紊流三维效应越弱,而高频的畸变效应则只由L_u/D控制。     

武汉国际证券大厦三维风荷载的风向效应

通过风洞试验,对武汉国际证券大厦模型180~°270°风向角范围内的三维风荷载谱进行了分析,得到三维风荷载谱随风向角的变化规律及其产生机理,进而做出了若干结论.此外,分析了该大厦最高居住楼层的最大加速度响应随风向角的变化,得到了风向对最大加速度响应的影响规律.     

风荷载对1000kV变电架构的影响

在对1 000 kV变电架构进行风荷载受力分析时,以单跨架构为例计算风振系数zβ并判断其合理性.按联合架构,计算不同风向时架构的受力情况及风荷载产生的内力占总内力的情况,从而为1 000 kV变电架构及类似结构的风荷载计算提供参考.     

锚杆格构梁模型试验研究

对锚杆格构梁进行了系统的模型试验研究,探讨锚杆格构梁的受力特点及规律.模型试验在坡体后缘加载,通过在格构梁上布置压力盒及应变片得出了格构梁底部土体压力及变形的分布.结果显示,随着荷载的增大,格构梁所受压力及应变随之增大,在格构梁悬臂端及跨中所受压力较小、变形较大,在格构梁交叉处所受压力较大、变形较小,格构梁整体压力及应变基本呈三角形分布.     

斜拉桥拉索风雨激振的试验研究

风雨激振现象是斜拉桥拉索在风雨共同作用下经常发生的一种激烈的大幅振动,危害性很大,涉及固、液、气三态,情况复杂.为了揭示风雨激振的一些内在规律,进行了人工降雨雨振试验和人工水线雨振试验.通过人工降雨雨振试验,再现了拉索风雨激振现象,通过人工水线雨振试验,研究了水线的大小和位置、斜拉索动力参数及偏转角等对风雨激振的影响.试验结果表明:在拉索表面形成一定大小的上水线是拉索发生风雨激振的必要条件,且上水线要在拉索表面特定的范围内形成;增大阻尼和自振频率可有效减小拉索的风雨激振振幅;拉索的风雨激振现象只能发生在一个特定的偏转角范围内.     

基于风载激励下桥梁结构模态参数识别

对桥梁结构长期运营造成的损伤进行检测时,传统的模态参数识别方法需要激振设备和中断交通,不仅复杂而且易给桥梁结构造成新的损伤。依据模态参数的变化可反映损伤程度的原理,提出无需激振设备的基于风载激励下随机减量／ITD法进行模态参数识别的在线检测方法,为桥梁结构损伤识别提供一种新的途径。识别的一阶固有频率及阻尼比的相对误差仅为1．39％和2．3％。