索膜屋盖结构横风向共振响应的时程分析方法

索膜屋盖结构的横风向共振问题与以往研究的高层 /高耸结构的横风向共振问题有较大区别。本文根据索膜屋盖结构的受力特点 ,发展了一种适合大跨索膜结构非线性横风向风振响应计算分析的方法 ,利用Newmark法和Newton Raphson法的思想推导了索膜结构在横风向风荷载作用下 ,结构的非线性动力增量平衡方程 ,并提出如何判别结构发生横风向共振的方法。文中还对有关参数的取值进行了讨论。最后本文利用ANSYS程序对某算例进行分析 ,得到其发生横风向共振时的风速     

横风向共振研究及抗风计算

本文根据横风向共振产生的机理，检验了厦门国际会展中心中心大楼横风向共振的可能性，并推出了横风向共振响应的计算公式；研究结果表明，前三个振型可能发生横风向共振     

高烟囱的横风向共振研究

基于高柔结构横风向共振响应的理论 ,本文给出了高烟囱横风向共振是否对结构起控制作用的判断依据 ,并提出了在结构设计中不能忽略发生高阶振型横向共振的可能性 ,同时结合工程算例加以应用和说明。     

抗灾基站单管塔的横风向风振分析

基于结构横风向共振相应理论,结合抗灾基站单管塔实例,说明了通信单管塔中高阶振型横风向共振的可能性与计算分析的必要性。     

横风向旋涡脱落共振响应分析及在规范上的应用

结构在风作用下 ,不但顺风向产生风振响应 ,而且横风向必然产生旋涡脱落风振。当横风向旋涡脱落频率与结构某阶自振频率一致时 ,结构产生极大的横风向共振 ,如不注意 ,结构将产生损坏或破坏 ,国内外有很多这类报导。本文基于国内外研究和规范资料 ,对本规范横风向共振依据的原理予以介绍 ,并对有关条文加以说明     

变截面顶盖结构的横风向共振分析与计算

结合典型实际工程算例 ,建立了具有大面积造型变截面顶盖的横风向共振空间模型的计算方法 ,对横风向共振区有关参数的取值进行了讨论。通过计算结果 ,分析了横风向共振响应作用机理和发生的可能性。计算结果表明 ,第 5个振型可能发生横风向共振     

利用人工模拟脉动风压计算高层建筑横风向风振动力反应时程

根据日本规范中提出的横风向脉动风力谱系数函数,利用人工模拟横风向脉动风压时程的方法,提出了一个矩形平面高层建筑横风向风振反应时程的计算方法.在计算过程由横风向脉动风压谱系数公式模拟了建筑结构横风向脉动风压过程,采用N ewm ark法计算了两幢建筑物顶部的横风向风振反应.计算结果表明:在横风向脉动风压的作用下,结构的风振反应以共振响应为主,非共振响应仅为次要的部分,这与谱分析法得出的结论是一致的,从而说明了计算结果的正确性.这对于正确估算结构的风振反应值,为高层建筑风振控制措施设计提供参考依据具有一定的意义.     

横风向旋涡脱落共振响应分极及在规范上的应用

结构在风作用下,不但顺风向产生风振响应,而且横风向必然产生旋涡脱落风振．当横风向旋涡脱落频率与结构某阶自振频率一致时,结构产生极大的横风向共振,如不注意,结构将产生损坏或破坏,国内外有很多这类指导。本文基于国内外研究和规范资料,对本规范横风向共振依据的原理予以介绍,并对有关条文加以说明。     

利用人工模拟脉动风压计算高层建筑横风向风振动力反应时程

根据日本规范中提出的横风向脉动风力谱系数函数,利用人工模拟横风向脉动风压时程的方法,提出了一个矩形高层建筑横风向风振反应时程的计算方法供参考。采用Newmark法与Wilson-θ法计算了2栋建筑物顶部的横风向风振反应。计算结果表明,在横风向脉动风压的作用下,结构的风振反应以共振响应为主,非共振响应仅为次要的部分;这与谱分析法得出的结论是一致的;从而说明了计算结果的正确性。这对于正确估算结构的风振反应值,为高层建筑风振控制措施设计提供参考依据是有一定意义的。     

桅杆结构横风向振动响应研究

桅杆结构横风向振动响应主要有两种形式；风致随机振动和涡激振动。本文采用线性随机振动理论来分析桅杆结构风致随机振动，并对单筒式桅杆的横风向自由振动机理、横风向共振及其控制进行了研究，同时给出相应的算例来说明。     

高耸塔架横风向动力风效应

在现行的荷载规范、高耸结构设计规范以及能源部颁发的《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（ＳＤＧＪ９４－９０）中,对格构式塔架的横风向风振力均未作考虑。作者通过对气动弹性模型风洞试验和国外现场实测资料的分析,论证格构式塔架具有几乎与顺风向等同的横风向风振力,以期在设计中引起足够的重视,并且根据试验结果提出了横风向风振力的简化计算公式。     

Across-wind loads of typical tall buildings

Previous studies have indicated that the across-wind dynamic responses of super-tall buildings are usually larger than the along-wind ones. With the increase of heights, the across-wind dynamic response of super-tall buildings has been a problem of great concern. In this paper, 15 typical tall building models are tested with high-frequency force balance technique in a wind tunnel to obtain the first-mode generalized across-wind dynamic forces. New formulas for the power spectra of the across-wind dynamic forces, the coefficients of base moment and shear force are then derived. Parametric analyses of the effects of factors on the across-wind loads of the buildings are performed. Besides, a SDOF aeroelastic model of a square tall building with an aspect ratio of 6 is selected from the above buildings and is tested to investigate its across-wind dynamic response and aerodynamic damping characteristics. The power spectrum of the across-wind force of the square building is employed to compute its across-wind dynamic responses with and without considering the effect of the aerodynamic damping. The computed responses are then compared with the corresponding responses from the aeroelastic model test to verify the present formulas of the across-wind loads of buildings.     

高层建筑的横风向激励特性和计算模型的研究

将高层建筑的横风向激励分解为横风向紊流和涡激力激励。根据10个典型高层建筑模型的风洞试验结果,分别研究了两种激励的特性和计算模型,给出典型建筑的横风向紊流激励力系数、涡激力系数和相应的形状系数。特别着重研究涡激力功率谱函数和相干函数,总结出的结果可加深对高层建筑横风向荷载特性的认识,所建立的典型高层建筑的横风向荷载计算模型可用于实际工程。     

矩形高层建筑横风向风振响应简化计算

基于风洞试验数据和随机振动理论,本文提出了矩形高层建筑横风向风振响应简化计算公式,这些简化公式的提出将求高层建筑横风向风振响应的复杂积分变为方便的代数运算。本文应用这些简化公式对大量的矩形高层建筑实例进行了计算、分析。将本文提出的简化公式计算结果与积分计算结果比较,相对误差基本上在5%以内,因此本文提出的公式有较高的精度。用本文简化公式计算得到的高层建筑横风向风振响应与日本建筑荷载规范、加拿大国家建筑规范计算得到的横风向风振响应比较,总体上差异较小。由于本文提出的简化公式所依据的风洞试验模型和数据较为精细,因此本文简化公式有相当高的可靠性与合理性。     

基于大涡模拟的三维高层建筑结构气弹响应数值模拟

以宽高比为1∶6的方形截面高层建筑为研究对象,采用弱耦合分区交错算法,流体域采用大涡模拟方法,进行了紊流边界层风场内三维高层建筑结构多自由度模型的气弹数值模拟,计算中考虑了来流紊流,以及结构的顺、横风向响应。将结构静止时大涡模拟结果与刚性模型测压风洞试验进行比较,验证了该方法在准确预测结构风荷载方面的可行性。通过与气弹模型风洞试验结果的比较表明,本文数值分析方法可用于求解风与结构的相互作用,且具有较高的精度。进行了高折减风速下的气弹数值模拟,研究了结构顶部顺、横风向位移响应随折减风速的变化规律。结果表明：结构风振气弹响应主要为来流紊流引起的顺风向抖振和旋涡脱落引起的横风向涡激振动;折减风速较小时,结构顺、横风向位移振幅相当,且位移响应均相对较小;随着折减风速的增加,结构位移响应增大,横风向涡激振动逐渐占据主导地位,并经历了从“拍”到“涡激共振”的转化。     

高层建筑风荷载相干性研究

利用高层建筑刚性模型测压风洞试验结果,对顺风向风荷载竖向、水平相干性,迎背风面相干性以及横风向、扭转方向风荷载相干性的主要特征进行研究。利用算例说明了迎背风面相干性以及横-扭风荷载相干函数对于风振响应的影响。从计算结果来看,迎背风面全相干假定将使顺风向风振响应计算结果偏于保守;当结构刚心和质心偏离时,假定横扭风荷载相干性等于零会低估横风向和扭转方向风振响应。     

国内外规范圆截面高耸结构横风向等效风荷载取值对比研究

圆截面高耸结构（烟囱）因涡激共振而发生破坏或损坏的例子屡见不鲜,显示现存各种荷载规范对圆截面高耸结构横风向设计荷载考虑不足。本文简要介绍了中国、日本、加拿大、欧洲等四种规范关于圆截面高耸结构横风向等效风荷载的计算方法,并结合-200m的高烟囱实例分析了四种规范计算结果的差异。研究表明,比较四种规范,中国规范偏不安全,我国圆截面高耸结构横风向涡振等效风荷载规范方法亟待完善。     

矩形截面高层建筑的横风向基底弯矩系数均方根值研究

利用高频天平技术,在4种不同风场中对71种不同外形尺寸的矩形截面高层建筑刚性模型进行风洞试验,测得高层建筑横风向基底弯矩系数,考察建筑厚宽比、长细比及所处风场类型对高层建筑横风向基底弯矩系数均方根值的影响。试验结果表明,厚宽比的影响效果最显著,长细比的影响可以忽略不计,风场类型的影响随着厚宽比的不同而不同。基于这些风洞试验数据,给出基底弯矩系数均方根值的拟合公式并对拟合公式进行误差分析,通过与国内外相关研究成果的比较,验证拟合公式的精度与合理性,可以为荷载规范的修订和补充提供很好的参考。