超高层建筑横风向风致响应的非高斯性及峰值因子研究

发布时间：2021-10-15 00:28

　　基于单自由度气动弹性模型风洞试验,分析了超高层建筑横风向响应的非高斯性。通过归一化概率密度分布图直观地对比了不同风速,不同风场,不同斯科顿数和正下游干扰建筑对超高层建筑横风向加速度响应非高斯性的影响。通过对比多样本峰值因子观测值,对几种峰值因子取值方法的适用性进行了评估。分析了来流风速、风场、斯科顿数和下游建筑对风致响应峰值因子的影响。结果表明:在低湍流度下,来流接近涡激共振风速时,风致响应会出现显著的非高斯性;风场和干扰位置对风致响应非高斯性有着明显的影响;Davenport法在涡激共振风速和部分高折减风速时过分高估了峰值因子实际值,建筑结构荷载规范给定的峰值因子通常低估了峰值因子实际值,子段极值统计法可以较精确地给出峰值因子。 

【文章来源】：振动与冲击. 2020,39(17)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

不同风场下峰值因子VS折减风速

图8给出了不同斯科顿数对应的峰值因子。对于斯科顿数较小的M1工况,在Ur≤8时,其峰值因子在2.6～2.8小幅波动,远小于其他斯科顿数工况的结果。在Ur>8时,峰值因子随折减风速增大而减小,在11.8折减风速附近达到最小值2.4。当Ur>11.8时,峰值因子基本维持平稳。当斯科顿数逐渐增大时,峰值因子的变化规律与M1工况略有不同。具体表现为:在Ur≤8时,峰值因子随斯科顿数的增大而增大,但是增大的幅度非常小,M2、M3和M4这3个工况的峰值因子基本上在2.9～3.1波动。在Ur>8时,这3个工况的峰值因子也在逐渐下降,在Ur=10左右时各斯科顿数对应的峰值因子几乎合而为一。但是在Ur>11后,M2,M3和M4的峰值因子逐渐回升,并且斯科顿数较大的M3和M4工况先恢复到2.9左右。综上可知,不同斯科顿数对峰值因子变化的影响不尽相同,而低斯科顿数对峰值因子的影响更加显著,峰值因子大致随着斯科顿数的增大而增大。3.3 干扰工况

图9给出了干扰模型在不同位置时的峰值因子随折算风速的变化曲线。在Ur≤8时,所有干扰工况的峰值因子都略小于孤立工况。在8<Ur<12时,L/B=1.5干扰工况下,目标建筑的峰值因子仍然在2.8～2.9平稳波动。在Ur>12时峰值因子迅速下降,在Ur=16左右时降低到1.46左右。根据前面响应概率密度分布可知,该干扰工况下目标建筑进入了涡激共振区,导致了峰值因子非常接近理想简谐振动的1.414。L/B=2干扰工况与L/B=1.5干扰工况类似,在Ur>14时峰值因子迅速下降,在Ur=16左右时降低到1.50左右。当干扰建筑移动到更远的正下游3B时,峰值因子在高折减风速时不再出现迅速下降的现象,在整个试验折减风速范围内峰值因子波动较小均保持大于2.2的峰值因子。这表明该干扰位置似乎正好处于一个临界点,使得目标建筑在高折减风速时未能进入非高斯性较强的涡激共振区。当干扰建筑移动到更远的4.0B时,峰值因子随折减风速的变化呈现出与孤立工况下类似的变化规律。峰值因子在涡激共振处有着相同的‘V’字波谷,只是发生在更高的风速。4 峰值因子计算方法评估


本文编号：3437092