某高层建筑物气动力的试验研究

论文摘要

风对建筑结构的作用表现为结构的振动疲劳破坏、局部受压破坏和整体倾覆等,风荷载是高耸结构、高层建筑和大跨度桥梁的重要设计荷载之一,有时甚至起决定性的作用。当风作用于结构时,在建筑物表面形成风压,从而对建筑物形成剪力、弯矩和扭矩。目前,关于建筑物表面风压和风振研究较为深入,相关文献较多。对于建筑物动态风力的研究,在国内还不系统。本文以超高层建筑刚性模型的高频天平测力风洞试验数据和表面测压风洞试验数据为依据,研究了复杂外形建筑的风力和高层建筑相互干扰对风力影响,供设计者及规范修订时参考。本文首先介绍了风的特点、风对结构的作用、结构上风压、风力计算公式、建筑测力手段以及高频天平测力技术等。然后通过表面压力积分验证动态测力的可靠性。最后分析不同状态下风力、风力矩的平均值、均方根值、最大值、最小值和峰值因子,探讨了风荷载下高层建筑的相互干扰和群楼对建筑物风力影响。并简单介绍了通过测力结果求建筑物动态响应的过程。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 本文研究背景
• 1.2 建筑测力研究进展及现状
• 1.3 本文的研究方法及主要工作
• 第二章 风对结构的作用
• 2.1 风力的组成
• 2.2 大气边界层
• 2.3 风对结构的作用
• 2.4 结构上风力计算公式
• 第三章 建筑测力的方法
• 3.1 模型和试验设备
• 3.1.1 风洞分类
• 3.1.2 模型
• 3.1.3 大气边界层模拟
• 3.1.4 数据采集系统及处理
• 3.2 高频天平测力技术
• 3.2.1 建筑物测力动力学原理
• 3.2.2 高频天平可行性研究
• 3.2.3 高频天平测力技术及原理
• 3.3 试验数据处理
• 第四章 建筑模型用测压积分计算气动力与天平实测气动力试验及比较分析
• 4.1 建筑模型试验
• 4.1.1 试验介绍
• 4.1.2 试验设备
• 4.1.3 试验模型
• 4.1.4 试验风向角β及体轴坐标系
• 4.1.5 大气边界层的模拟
• 4.1.6 试验风速
• 4.1.7 采样持续时间和采样频率
• 4.1.8 试验数据处理
• 4.2 模型风压积分计算的气动力与天平实测气动力的比较分析
• 4.2.1 用压力积分计算模型的整体气动力
• 4.2.2 计算流程
• 4.2.3 压积分计算结果与天平实测结果比较
• 4.2.4 测压积分值与天平实测所得建筑物整体气动力的偏差分析
• 第五章 邻近建筑群干扰对测力结果的影响
• 5.1 高楼对测力结果的影响
• 5.1.1 平均值比较
• 5.1.2 最大值比较
• 5.1.3 最小值比较
• 5.1.4 均方根值比较
• 5.1.5 峰值因子比较
• 5.2 周边群楼的影响
• 5.3 建筑物干扰对模型测力的影响讨论
• 第六章 利用测力结果求建筑物动态响应
• 6.1 关于最大位移计算方法
• 6.2 关于最大加速度a 的计算方法
• 第七章 结论和展望
• 7.1 论文的工作总结
• 7.1.1 压力系数积分气动力值与天平实测值的比较
• 7.1.2 关于建筑物的干扰
• 7.2 未来研究工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学校期间的研究成果
• 附录