高层结构顺风向风振计算与分析

论文摘要

在高层建筑顺风向风振计算中,人们通常采用荷载规范的简化方法进行计算。事实上,常见高层建筑的质量、刚度和体型都是沿建筑高度变化的;而且对高层建筑而言,尤其是100米以上的超高层建筑,高阶振型的影响是不容忽视的,所以规范的简化方法不适用于所有高层建筑。本文采用SAP2000建立四种不同高度的结构模型,并计算出结构模型的各阶振型和相应的周期;再采用MATLAB按照规范的简化方法和考虑高阶振型影响的方法,分别计算结构的顺风向风振作用大小;分析各个结构模型的基底剪力和层间剪力的大小及变化规律。又通过两个实际工程顺风向风振作用的计算和分析,进一步说明两种计算方法的差异。最后,根据本文的计算和分析指出规范简化方法的不足,并且提出一些高层建筑顺风向抗风设计的建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的工作及内容
• 第2章 高层建筑结构抗风基本理论
• 2.1 基本概念
• 2.1.1 风速和风压的关系
• 2.1.2 基本风速和基本风压
• 2.1.3 地面粗糙程度
• 2.1.4 风剖面和风压高度变化系数
• 2.1.5 风载体型系数
• 2.2 随机振动理论基础
• 2.2.1 随机荷载和随机过程
• 2.2.2 常用的随机过程
• 2.2.3 相关性及相关系数、相关函数
• 2.2.4 功率谱密度
• 2.3 脉动风的概率特征
• 2.3.1 保证系数
• 2.3.2 脉动风功率谱
• 2.3.3 脉动系数
• 2.3.4 脉动风的空间相关性
• 2.4 结构顺风向随机风振响应
• 2.4.1 单自由度随机振动
• 2.4.2 多自由度随机振动
• 2.4.3 顺风向随机风振响应计算
• 第3章 高层结构顺风向风振计算
• 3.1 本文计算方法介绍
• 3.1.1 简化计算方法
• 3.1.2 多阶振型计算方法
• 3.2 参数取值和模型的建立
• 3.2.1 风参数的选择
• 3.2.2 结构参数的选择
• 3.2.3 结构模型的建立
• 3.3 模型计算结果及分析
• 3.3.1 高度99米，33层的核心筒结构计算结果
• 3.3.2 高度150米，50层的核心筒结构计算结果
• 3.3.3 高度198米，66层的框筒结构计算结果
• 3.3.4 高度249米，83层的框筒结构计算结果
• 3.3.4 成都某高层计算结果
• 3.3.5 重庆某高层计算结果
• 3.3.6 计算结果分析
• 第4章 结论及建议
• 4.1 结论及建议
• 4.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文