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高层建筑顺风向风振响应分析及等效静力风荷载研究

发布时间:2018-08-14 19:12
【摘要】:随着高层建筑的发展,层数和高度不断增加,风荷载的作用越发重要。为了确保结构能够正常使用,并且在强风的作用下不会发生过大的振动和破坏,需要对结构进行风振响应分析。对于结构设计人员来说,等效静力风荷载的意义重大。因此,本文基于中国铁物大厦A塔的刚性模型测压试验和高频天平测力试验的结果,对该结构的风振响应和等效静力风荷载进行了研究。本文首先选取线性滤波法中的AR模型对结构的脉动风速时程进行了模拟,并验证了该模拟方法的有效性。通过进一步的计算,得到了结构的风荷载时程。接着在ETABS中建模,将模拟的风荷载时程施加到结构上,进行非线性动力时程分析,并提取其位移响应结果和加速度响应结果进行研究分析,发现结构顺风向的位移响应包含平均位移响应和脉动位移响应两部分,且二者的贡献都很大,结构的最大层间位移角和加速度最大值也满足高规的要求;并计算了结构的位移风振系数。最后,归纳总结了计算高层建筑顺风向等效静力风荷载的四种理论方法,并采用这些方法分别计算出结构的顺风向等效静力风荷载,与风振时程分析法得到的结果进行对比研究,得出了可供参考的意见。研究结果表明:基于AR模型模拟出的风荷载时程可用于高层建筑顺风向风振响应分析,基于此得到的位移风振系数用于计算等效静力风荷载较为可靠。
[Abstract]:With the development of high-rise buildings, the number of stories and the height of buildings are increasing, and the effect of wind load is becoming more and more important. In order to ensure that the structure can be used normally and that the vibration and damage will not occur under the action of strong wind, it is necessary to analyze the wind-induced vibration response of the structure. For structural designers, the equivalent static wind load is of great significance. Therefore, based on the results of rigid model pressure test and high frequency balance test of tower A of China Iron Tower, the wind-induced vibration response and equivalent static wind load of the structure are studied in this paper. In this paper, the AR model of linear filtering method is selected to simulate the time history of fluctuating wind speed of the structure, and the validity of the simulation method is verified. Through further calculation, the wind load time history of the structure is obtained. Then modeling in ETABS, the simulated wind load time history is applied to the structure, the nonlinear dynamic time history analysis is carried out, and the displacement response results and acceleration response results are extracted for research and analysis. It is found that the downwind displacement response of the structure consists of the average displacement response and the pulsating displacement response, and both of them contribute greatly, and the maximum displacement angle and the maximum acceleration of the structure also meet the requirements of high gauge. The displacement wind vibration coefficient of the structure is calculated. Finally, four theoretical methods for calculating the downwind equivalent static wind load of high-rise buildings are summarized, and the corresponding downwind equivalent static wind loads are calculated respectively by these methods. Compared with the results obtained by wind vibration time history analysis, some suggestions are obtained for reference. The results show that the wind load simulation based on AR model can be used to analyze the wind response of high-rise buildings in the downwind direction, and the displacement wind vibration coefficient can be used to calculate the equivalent static wind load.
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU973.2

【参考文献】

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本文编号:2183847

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