北京機場新塔臺結(jié)構(gòu)風(fēng)洞試驗研究及應(yīng)用.pdf

1、本文以北京機場新塔臺為工程背景，對高聳塔臺結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的抗風(fēng)性能進(jìn)行研究。 1)北京機場新塔臺結(jié)構(gòu)氣彈模型測振試驗研究以北京機場新塔臺為原形進(jìn)行了1/60氣彈模型測振試驗，對其在風(fēng)荷載作用下不同高度處的加速度時程進(jìn)行研究，得出加速度均方根沿塔臺高度變化的曲線，對其順風(fēng)向加速度響應(yīng)在時域范圍內(nèi)有所了解。 2)北京機場新塔臺結(jié)構(gòu)剛性模型測壓試驗研究借助1/80剛性模型測壓試驗，得出風(fēng)壓系數(shù)隨塔臺高度變化的規(guī)律，并求得均

2、方根升力系數(shù)。在前人研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合剛性模型測壓試驗數(shù)據(jù)，提出了均方根升力系數(shù)的變化規(guī)律，從理論方面對正八邊形高聳塔臺的橫風(fēng)向風(fēng)振進(jìn)行研究，并對其振動機理進(jìn)行探討。 從結(jié)構(gòu)阻尼理論出發(fā)，根據(jù)能量守恒原理，推導(dǎo)了由鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)組成的組合高聳結(jié)構(gòu)的整體阻尼比。 3)北京機場新塔臺結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)計算機模擬采用有限元程序建立了北京機場新塔臺的三維有限元模型，并通過輸出剛度矩陣與質(zhì)量矩陣的方法建立了具有三維有限元模型力學(xué)性能

3、的二維多自由度體系。計算表明二維多自由度體系與三維有限元模型的前五階自振周期(x方向)誤差均在4.6％以內(nèi)。采用快速傅立葉變換法(FFT)編制了風(fēng)荷載模擬程序，實現(xiàn)了隨機風(fēng)場的計算機仿真，仿真得到了16維脈動風(fēng)荷載時程樣本。用Wilson-θ法對其進(jìn)行了動力響應(yīng)分析。計算結(jié)果表明，在風(fēng)荷載作用下，塔臺能滿足規(guī)范和正常使用的要求。 最后對北京機場新塔臺在風(fēng)荷載作用下的性能進(jìn)行總結(jié)，提出此類高聳結(jié)構(gòu)在抗風(fēng)設(shè)計中應(yīng)注意的問題，為工程實