非平稳风效应三分量分解模型及实测风效应特性分析
发布时间：2020-10-02 08:06
阵风、台风等作用下,风效应具有明显的非平稳特征。如何描述非平稳风速模型及风效应特性等,是当前研究的热点和难点问题。本文在已有非平稳风速评价方法的基础上,提出非平稳风速分解的三分量模型,分析了不同分量的特征,旨在揭示非平稳风的构造规律。此外,开展了膜结构风效应实测,分析了实测风效应非平稳特性并进行了结构模态参数的识别。主要工作包括以下内容:(1)将风速非平稳度定量评价方法拓展至风效应分析中,研究信号中不同周期分量对总体信号非平稳程度的贡献,并评价了不同平稳化处理方法的效果。结果表明,风效应信号的不同周期分量中,慢变趋势项的非平稳程度更明显。以时变标准差为调制函数进行平稳化处理时能更好的降低原始信号的非平稳程度。(2)以非平稳风效应评价方法为基础,提出了非平稳风速分解的三分量模型,明确了非平稳风速实现平稳化处理的分解原则及计算方法。采用该分解模型对实测风速进行了分析。结果表明,此分解模型中的平稳脉动风速具有较强的独立性,而时变标准差与缓变风速之间相关性较强,其比值关系接近平稳风速模型中湍流强度的含义。(3)进行了伞型膜结构风效应实测,采用三分量分解模型对获得的风致位移响应的非平稳特性进行了分析。此外,对强风作用下结构的位移响应进行识别,得到了膜结构的模态参数,分析了结构阻尼比的非线性效应。结果表明阻尼比与振幅有较好的相关性,随振幅增大而增大。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU312.1
【部分图文】：
倒塌时风速不大，由于结构疲劳损伤引起，以输电线塔为代表的桅杆结构在阵风作逡逑用下风致疲劳损伤引起破坏如图Ｍ邋（ａ）所示；２０１０年至２０１１年短短两年期间，逡逑首都机场Ｔ３航站楼围护结构两次被大风吹翻，如图１－１邋（ｂ）所示；２０１４年７月，逡逑台风威马逊在广东省徐闻县登陆，造成近２万间房屋倒塌或受损如图１－１邋（ｃ）所逡逑示；２０１６年６月江苏省盐城地区遭遇重大龙卷风，风力超过１７级，造成巨大损失逡逑如图１－１邋（ｄ）所示。逡逑幽＿逡逑（ｃ）广东徐闻县台风灾害逦（ｄ）江苏盐城地区龙卷风灾害逡逑图１－１不同类型风灾逡逑Ｆｉｇ邋１－１邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｋｉｎｄｓ邋ｏｆ邋ｗｉｎｄｓｔｏｒｍ邋ｄｉｓａｓｔｅｒ逡逑ｌ逡逑
样本４为在深圳宝安体育场附近实测得到的台风‘杜鹃’风速样本。分别对四个样逡逑本进行非平稳度量，仅改变稳定集合判别标准中的参数《．，其它参数不变，计算逡逑结果见图２－２。逡逑１６ｉ逦＇逦１逦．逦１逦１逦１逦１0｜逦＇逦＇逦１逦１逦１逦！逡逑１００逦２００逦３００逦４００逦５００逦６００逦0０逦１００逦２００逦３００逦４００逦５００逦６００逡逑时间／Ｓ逦时间／Ｓ逡逑（ａ）样本１风速时程逦（ｂ）样本２风速时程逡逑１６［逦．逦？逦？逦．逦逦逦１逦２０（逦．逦．逦，逦＞逦．逦，逡逑Ｉ逦Ｉ逡逑１００逦２００逦３００逦４００逦５００逦６００逦０逦１００逦２００逦＾．３．００逦４００逦５００逦６００逡逑时间／Ｓ逦时间／ｓ逡逑㈦样本３风速时程逦（ｄ）样本４风速时程逡逑图２－１四种不同工况下的的风速样本时程逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｉｍｅ邋ｈｉｓｔｏｒｙ邋ｓａｍｐｌｅｓ邋ｏｆ邋ｗｉｎｄ邋ｓｐｅｅｄ邋ｕｎｄｅｒ邋ｆｏｕｒ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ逡逑风洞逡逑１．１逦常态风风速１逡逑常态风风速２逡逑。９邋－邋／邋／逡逑”７－逦／逦Ｚ逡逑ｉｉ／0逡逑逦煖＿邋攀邋琴邋n栧澹澹慑危慑危慑危慑危慑危慑邋义希埃板澹埃卞澹埃插澹埃冲澹埃村澹埃靛澹埃跺澹埃峰澹埃稿澹埃瑰澹保板澹保卞义希幔义贤迹玻菜母龇缢傺荆危佑肫兰壑副闚瞎叵靛义希疲椋纾玻插澹遥澹欤幔簦椋铮睿螅瑁椋疱澹猓澹簦鳎澹澹铄澹危渝澹幔睿溴澹铮颍澹铮驽澹妫铮酰蝈澹鳎椋睿溴澹螅穑澹澹溴澹螅幔恚穑欤澹箦义嫌赏迹玻布扑憬峁梢钥闯觯合嗤兰壑副晗拢词牵幔∠嗤担
本文编号：2832143
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU312.1
【部分图文】：
倒塌时风速不大，由于结构疲劳损伤引起，以输电线塔为代表的桅杆结构在阵风作逡逑用下风致疲劳损伤引起破坏如图Ｍ邋（ａ）所示；２０１０年至２０１１年短短两年期间，逡逑首都机场Ｔ３航站楼围护结构两次被大风吹翻，如图１－１邋（ｂ）所示；２０１４年７月，逡逑台风威马逊在广东省徐闻县登陆，造成近２万间房屋倒塌或受损如图１－１邋（ｃ）所逡逑示；２０１６年６月江苏省盐城地区遭遇重大龙卷风，风力超过１７级，造成巨大损失逡逑如图１－１邋（ｄ）所示。逡逑幽＿逡逑（ｃ）广东徐闻县台风灾害逦（ｄ）江苏盐城地区龙卷风灾害逡逑图１－１不同类型风灾逡逑Ｆｉｇ邋１－１邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｋｉｎｄｓ邋ｏｆ邋ｗｉｎｄｓｔｏｒｍ邋ｄｉｓａｓｔｅｒ逡逑ｌ逡逑
样本４为在深圳宝安体育场附近实测得到的台风‘杜鹃’风速样本。分别对四个样逡逑本进行非平稳度量，仅改变稳定集合判别标准中的参数《．，其它参数不变，计算逡逑结果见图２－２。逡逑１６ｉ逦＇逦１逦．逦１逦１逦１逦１0｜逦＇逦＇逦１逦１逦１逦！逡逑１００逦２００逦３００逦４００逦５００逦６００逦0０逦１００逦２００逦３００逦４００逦５００逦６００逡逑时间／Ｓ逦时间／Ｓ逡逑（ａ）样本１风速时程逦（ｂ）样本２风速时程逡逑１６［逦．逦？逦？逦．逦逦逦１逦２０（逦．逦．逦，逦＞逦．逦，逡逑Ｉ逦Ｉ逡逑１００逦２００逦３００逦４００逦５００逦６００逦０逦１００逦２００逦＾．３．００逦４００逦５００逦６００逡逑时间／Ｓ逦时间／ｓ逡逑㈦样本３风速时程逦（ｄ）样本４风速时程逡逑图２－１四种不同工况下的的风速样本时程逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｉｍｅ邋ｈｉｓｔｏｒｙ邋ｓａｍｐｌｅｓ邋ｏｆ邋ｗｉｎｄ邋ｓｐｅｅｄ邋ｕｎｄｅｒ邋ｆｏｕｒ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ逡逑风洞逡逑１．１逦常态风风速１逡逑常态风风速２逡逑。９邋－邋／邋／逡逑”７－逦／逦Ｚ逡逑ｉｉ／0逡逑逦煖＿邋攀邋琴邋n栧澹澹慑危慑危慑危慑危慑危慑邋义希埃板澹埃卞澹埃插澹埃冲澹埃村澹埃靛澹埃跺澹埃峰澹埃稿澹埃瑰澹保板澹保卞义希幔义贤迹玻菜母龇缢傺荆危佑肫兰壑副闚瞎叵靛义希疲椋纾玻插澹遥澹欤幔簦椋铮睿螅瑁椋疱澹猓澹簦鳎澹澹铄澹危渝澹幔睿溴澹铮颍澹铮驽澹妫铮酰蝈澹鳎椋睿溴澹螅穑澹澹溴澹螅幔恚穑欤澹箦义嫌赏迹玻布扑憬峁梢钥闯觯合嗤兰壑副晗拢词牵幔∠嗤担
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