超高层建筑涡激振动若干现象

发布时间：2020-02-04 13:58

【摘要】：基于超高层建筑多自由度气弹模型风洞试验测得了横风向风致响应,通过测压试验获得了和振动位移同步的表面风压,借助随机减量法识别了不同折算风速下的气动阻尼,通过位移响应谱和风压谱识别得到不同折算风速下模型振动和流体涡脱的主频率。结果表明:在共振风速附近,气动刚度造成的频率改变量不可忽略,并且结构频率与涡脱频率并不是传统认为的锁定与被锁定关系,而是相互影响、动态近似相等的关系。
【图文】：

照片,照片,模型

层建筑涡振响应的精确评估提供参考。１风洞试验如图１所示，超高层建筑多自由度气弹模型尺寸为１．３ｍ×０．１ｍ×０．１ｍ。该气弹模型很大程度上参考了文献［５］的制作方法，模型具体制作调试方法见文献［６］。图１模型照片Ｆｉｇ．１ＰｈｏｔｏｓｏｆＭＤＯＦｍｏｄｅｌ表１模型自振参数Ｔａｂｌｅ１ＮａｔｕｒａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｆｅａｔｕｒｅｓｏｆＭＤＯＦｍｏｄｅｌ工况号频率／Ｈｚ当量质量／（ｋｇ·ｍ－１）阻尼／％Ｓｃ数１１０．８３１．３１１．０２２．１４２９．０２１．３１２．８９６．０５３１０．６１．３１１．４３２．９９４８．７０２．１７３．７２１２．９１５７．１７２．３８３．６０１７．０６表１为模型各工况自振参数，表１中频率为模型一阶自振频率，频率缩尺比约为１００∶１，尺寸缩尺比为１∶６００。表１中当量质量和Ｓｃ数的计算公式如下：Ｍ＝∫Ｈ０ｍ（ｚ）鐖２（ｚ）ｄｚ∫Ｈ０鐖２（ｚ）ｄｚ（１）Ｓｃ＝２ＭξｓρａＤ２（２）式中，ｍ（ｚ）为单位高度的模型质量，鐖（ｚ）为平动振型，Ｈ为模型总高，ξｓ、ρａ、Ｄ分别为阻尼比、空气密度和模型迎风面尺寸。试验测试内容为不同风速下的横风向风致位移响应。在对模型测响应的同时，在模型表面布置了一定数量的风压测点（部分测压点位置见图１）。试验风场类型为均匀流和Ｄ类粗糙度流场，其平均风速剖面和湍流度剖面见图２。本文设计了一套吹气同步采样系统，，来实现风压和位移的同步采集。在气流输入端吹气，经过“三通”分流成两

分析图,调试结果,风场

模型表面布置了一定数量的风压测点（部分测压点位置见图１）。试验风场类型为均匀流和Ｄ类粗糙度流场，其平均风速剖面和湍流度剖面见图２。本文设计了一套吹气同步采样系统，来实现风压和位移的同步采集。在气流输入端吹气，经过“三通”分流成两股气流，分别与扫描阀的一个通道和单点压力传感器连接，单点压力传感器与位移计连接在同一个数采板卡上。吹气时两个采样系统有一个通道采集的数据会在同一时刻出现脉冲峰（见图３）。以此同步时刻为起始点来阶段数据，即实现了风压和位移的同步采集。图２Ｄ类风场调试结果Ｆｉｇ．２ＴｅｒｒａｉｎｃａｔｅｇｏｒｙＤ图３同步脉冲信号Ｆｉｇ．３Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｐｕｌｓｅ２位移响应分析图４给出了工况１在均匀流场中不同折算风速下的涡振位移响应时程。从图４来看：ａ）折算风速较小时，位移时程有很图４共振前后位移响应时程Ｆｉｇ．４ＤｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｔｉｍｅｈｉｓｔｏｒｙｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅＶＩＶ６６６空气动力学学报第３５卷

【相似文献】