高层建筑基于风速风向联合概率分布作用的风致响应可靠度分析
本文关键词: 高层建筑 风致振动分析 可靠度分析 风速风向联合分布 风振舒适度 出处:《建筑结构学报》2017年10期 论文类型:期刊论文
【摘要】:为研究高层建筑多风向风致加速度满足人体舒适度要求的可靠度,推导了以结构顶部加速度响应均方根值表征的近似解析表达式,建立了风速风向联合分布的概率模型。并以广州西塔高层建筑为算例,结合其工程气象分析及风洞试验等相关资料,通过随机振动理论和曲线拟合方法,得到其在主要风向角下风致顶部加速度响应均方根值与10 m高度平均风速的拟合表达式。在此基础上,考虑平均风速服从Weibull分布,阻尼比服从正态分布条件下,基于条件概率,采用验算点法对此高层建筑在考虑风速风向联合概率分布情况下,满足重现期10年的顶部风致加速度响应(舒适度)要求的可靠度进行了分析,表明结构顶部重现期10年风致加速度失效概率在各方向有明显差别,说明考虑风速风向联合分布的风致结构舒适度失效概率计算的必要性。采用本文的验算点法对本算例高层建筑的可靠度分析,结果表明其对应重现期10年的考虑风速风向联合概率分布情况下满足舒适度要求的可靠度值达99.98%。
[Abstract]:In order to study the reliability of multi-wind wind induced acceleration of high-rise buildings to meet the human comfort requirements, an approximate analytical expression is derived, which is characterized by the root mean square (RMS) value of the acceleration response at the top of the structure. The probabilistic model of wind speed and wind direction distribution is established. Taking the high-rise building of the West Tower of Guangzhou as an example, combining with the engineering meteorological analysis and wind tunnel test, the random vibration theory and curve fitting method are adopted. The fitting expression between the root mean square value of the acceleration response at the top of the wind and the average wind speed of 10 m height under the main wind direction angle is obtained. On this basis, considering the average wind speed suit from the Weibull distribution and the damping ratio clothing from the normal distribution condition, the conditional probability is used. The reliability of the high-rise building satisfying the requirements of the top wind-induced acceleration response (comfort) for 10 years of recurrence period is analyzed by using the checking point method, considering the combined probability distribution of wind speed and wind direction. It shows that the failure probability of wind-induced acceleration at the top of the structure in 10 years is obviously different in all directions. This paper explains the necessity of calculating the failure probability of comfort degree of wind-induced structures considering the combined distribution of wind speed and wind direction, and analyzes the reliability of high-rise buildings by using the checking point method in this paper. The results show that the reliability of the combined probability distribution of wind speed and wind direction can reach 99.98 when the corresponding recurrence period is 10 years.
【作者单位】: 广州大学-淡江大学工程结构灾害与控制联合研究中心;广州大学土木工程学院;华南理工大学土木与交通学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(51378134,51578169) 广东省高等学校高层次人才项目 长江学者和创新团队研究计划(IRT13057)
【分类号】:TU973.213
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