基于风洞试验的复杂超高层风振响应简化分析

对于体型复杂的超高层建筑,通常利用风洞进行刚性模型试验,从而得到可直接用于设计的风荷载体型系数。然而,高耸结构由于其基频较低,风与结构的耦合作用往往会导致结构振动的明显加大,对于主体结构及其维护构件的安全使用产生不利的影响。目前的规程只适用于常规的结构,而对复杂的高层结构不适用。本文在采用简化层模型假设的基础上,通过风洞试验的数据,编制了计算高层复杂建筑结构风振响应的程序。通过对一实际工程的计算分析表明,计算结果合理可靠,并已运用于该工程的设计中。     

基于风洞试验的复杂超高层风振响应简化分析

对于体型复杂的超高层建筑,通常利用风洞进行刚性模型试验,从而得到可直接用于设计的风荷载体型系数;然而高耸结构由于其基频较低,风与结构的耦合作用往往会导致结构振动的明显加大,对于主体结构及其维护构件的安全使用产生不利的影响。在采用简化层模型假设的基础上,通过风洞试验的数据,编制了计算高层复杂建筑结构风振相应的程序。通过对一实际工程的计算分析表明,计算结果合理可靠,并已运用于设计中。     

某超高层结构TMD风振舒适度控制设计

基于风洞试验的结果对某超高层建筑进行了风振加速度时程分析,由于不能满足舒适度要求,拟在顶层设置调频质量阻尼器(TMD)。采用Den Hartog的经典理论确定了TMD参数,比较并分析了不同质量的TMD在某一风向角下的控制效果。并对计算加速度响应所采用的峰值因子的取值进行了讨论。     

工程设计中钢结构电视塔风振舒适度的计算

以宿迁市广播电视发射塔为例,采用不同规范的计算方法计算了钢结构电视塔风振舒适度,并对计算结果进行了比较,同时和风洞试验结果作了对比,找出了比较适用的计算方法。     

基于风洞试验的超高层建筑结构风振时程分析

目前超高层建筑结构风振分析常采用的是规范的简化理论方法和基于风洞试验方法频域方法．随着结构体型的复杂化或周边建筑对风场有明显干扰时,进行结构风振时程分析是更为简单直接有效的方法。本文通过编程实现生成风洞试验中风荷载时程数据并导入有限元分析软件进行结构的时程分析,获得整体结构位移、内力以及加速度时程等重要数据,为规范方法不适用的超高层建筑结构风振响应分析及舒适度评估提供了可行的方法。     

大跨度骨架式膜结构风振响应分析

介绍了达州体育场大跨度骨架式膜结构工程的抗风设计及风洞试验研究,给出了该结构的平均风压系数参考值。在抗风设计中,运用ANSYS有限元程序,采用体型系数表达的空气动力模型,对结构进行了横向风振响应时程的非线性分析,根据得出的整个风振响应时程曲线,得到该结构产生驰振失稳时的临界风速,通过与设计风速的比较,表明在风荷载作用下,该结构是安全的。     

层叠式高层建筑多维风振效应试验研究

层叠式高层建筑由于体型不规则,且承受三维风荷载作用,其在强风作用下的风致振动效应区别于一般超高层建筑.结合某大型盒式单元构成的超高层建筑,在进行了刚性同步测压风洞试验的基础上,分别对大楼结构的水平、垂直风致振动效应进行了计算和分析,并详细分析了关键风向下结构的等效静风荷载.结果表明:对层叠式不规则结构应综合考虑平动和扭...     

考虑参数随机性的高层建筑风振舒适度的非线性黏滞阻尼器优化布设

以顶层加速度作为概率特征量,建立目标函数,分别采用基于随机等效线性化系统的频域方法和基于概率密度演化理论的非线性系统时域方法,进行了考虑结构参数随机性的高层建筑风振舒适度控制的黏滞阻尼器优化布设研究。结果表明：在总黏滞阻尼器系数相同的条件下,以顶层加速度标准差和失效概率为目标函数的黏滞阻尼器优化布设方案,在确定性激励作用下均能显著降低结构的风振响应,且相对于未优化的阻尼器均匀满布方案更经济、更有效。以加速度标准差为目标函数的传统阻尼器优化布设本质上是确定性分析方法,对结构可靠度的提高作用有限,而以加速度失效概率为目标函数的阻尼器优化布设,以结构响应的概率密度函数为优化对象,能显著地提高结构的可靠度,有利于改善高层建筑结构的风振舒适度性能。     

空中华西村结构抗震性能研究

空中华西村存在超高、多塔连体及顶部收进等多项超限,地震响应复杂,在常遇地震和设防烈度地震作用分析的基础上,采用ABAQUS进行罕遇地震动力弹塑性时程分析,通过输入地震波,研究结构的非线性响应过程。计算结果显示:结构上部、特别是颈部筒体是整个结构的薄弱部位,屋面楼板及颈部筒体混凝土在地震中出现明显损伤,屋面径向连体附近局部钢梁达到屈服。根据以上结果,提出了增加颈部筒体厚度、颈部剪力墙配置型钢框架和约束边缘构件、优化屋面结构布置等加强措施,保证颈部筒体罕遇地震下不屈服。     

钢筋混凝土框架结构高层建筑风振特性

针对钢筋混凝土框架结构高层建筑风载作用下的安全性问题,通过建立其在大气流场中的力学模型,数值模拟了高层建筑的风载作用形态,同时对结构进行模态分析,通过仿真清楚地看到流场的风速分布图、风场的压力图。高层建筑前后壁面风速和压力变化都将对其振动特性产生显著地影响。通过模态分析得到超高层建筑在风载作用下的固有频率和振型形式,并对此采取必要的措施,从而避免在使用中由于共振的因素造成不必要的损失。高层建筑在风荷载下的谐响应进行了分析,避免共振发生。     

超高层建筑结构抗风性能研究

针对按规范公式计算得到的超高层建筑结构风致振动不尽合理的问题,以西安环球贸易中心超高层建筑为工程背景,首先通过风洞试验测得各楼层的风荷载,再利用ANSYS参数化设计语言编制了能够精确求解超高层建筑风振系数及等效静风荷载的程序,进而对超高层建筑的抗风性能进行研究。结果表明:当风向角接近90°时,结构中部出现了极值位移风振系数,且其迎风面顺风向的变形和内力都达到了最大值,横风向的变形和内力则最小;当风向角为20°~70°时,位移风振系数随着楼层的增高而增加,其峰值出现在顶层;随着风向角的变化,结构扭转加速度峰值在各区间都是先减小后增大,特别是风向角呈45°左右时,结构扭转变形和基底扭矩达到了最大值;提出的将风洞试验与有限元分析相结合的新方法可为同类工程的抗风设计提供参考。     

超高层建筑的风振响应及等效静风荷载研究

为避免中国现行《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中所采用的风振系数仅考虑结构的1阶振型,而不考虑周围环境影响对体型不规则超高层建筑结构抗风设计造成的不合理性,采用风洞试验与风振动力响应计算分析相结合的方法,考虑结构不规则的影响以及相邻建筑的气动干扰和横风效应来获得超高层建筑结构抗风设计所需的顺风向和横风向的等效静风荷载和风致动力响应。结果表明：由于周围建筑的干扰,顺风向、横风向的风荷载规律与一般超高层建筑不同,其不利角度也与规范存在差异;所得结论为超高层建筑结构的抗风设计提供了依据和参考。     

群体风效应下高层建筑等效风荷载及舒适度分析

基于某复杂群体高层建筑项目风洞试验结果,采用覆面积分计算方法,对该项目最高塔楼进行了风荷载及风振响应分析,结构由于受到周围建筑的干扰影响,其实际风荷载与规范估算结果差异较大,计算还分析了不同风向下结构的等效基底倾覆力矩及其顶部峰值加速度,其结果可用于此结构的抗风设计。     

省地与舒适性住宅的创新探索

省地、节能型住宅是我国经济和社会可持续发展的国策。文章通过对住宅容积率指标、高层住宅核心筒面积及住宅基本平面的分析研究,提出省地与舒适性住宅的创新思路。     

超高层建筑形态空气动力学优化方法应用综述

超高层建筑由于结构轻柔、阻尼小,使得其对风的作用格外敏感.建筑的空气动力学优化,是一种低成本且能有效控制超高层建筑在风作用下的变形和振动的方法.对空气动力学优化的方法进行了较为详细的归类.根据不同的形态特征,将高层建筑抵抗风敏感性的空气动力学优化方法分为选取合适的平面形状、沿高度变化调整平面以及改变局部形态三种.对各类...     

悬挑式张弦罩棚结构的风致疲劳分析

悬挑式张弦梁结构是由传统张弦梁结构改进的高效空间结构,其单榀张弦梁结构由上拉索、弦杆以及下抗风索组合而成。由于此类结构的风致振动效应显著,有必要研究其风致疲劳效应的影响。为研究悬挑式张弦罩棚结构的风致疲劳损伤,以某体育场罩棚为研究对象,采用几何缩尺比为1∶150的ABS塑料刚性模型进行B类风场下的风洞试验,得到各测点的风压时程数据,转化为有限元模型的节点风荷载进行风致振动响应分析并得到拉索的应力时程。利用雨流计数法对拉索的应力时程进行统计计数,并结合EuroCode2中所推荐的拉索S-N曲线,采用Miner准则对拉索的疲劳损伤进行线性累积,从而对该悬挑式张弦梁结构中的拉索进行疲劳损伤评估。结果表明：拉索构件的风致疲劳损伤随风向角变化明显,最不利风向角在180°附近;由于拉索构件的几何非线性特性,其疲劳损伤随风速变化呈非线性增长趋势。