建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的理論分析及程序?qū)崿F(xiàn).pdf

1、我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展和城市化程度的不斷提高推動著高層、超高層建筑及大跨結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展，而高層建筑和大跨結(jié)構(gòu)的外形也越來越多樣化，越來越復(fù)雜。對于高層建筑和大跨度結(jié)構(gòu)，風(fēng)荷載引起的效應(yīng)在總荷載效應(yīng)中占有相當(dāng)大的比重，甚至起控制性作用.《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 50009-2001)(以下簡稱荷載規(guī)范)中風(fēng)振系數(shù)的圖表一般顧及了比較規(guī)則的建筑，并只考慮了第1振型的作用，對于沿高度質(zhì)量和剛度變化較大的建筑工程和構(gòu)筑物，由于其體型系數(shù)、質(zhì)量等沿

2、高度變化大，規(guī)范中則難以顧及。因此迫切需要用更合適的結(jié)構(gòu)風(fēng)振分析軟件來直接計算復(fù)雜高層建筑和大跨結(jié)構(gòu)的動力風(fēng)荷載。 本文通過閱讀大量相關(guān)文獻，以我國荷載規(guī)范的理論和原則為基礎(chǔ)，研究開發(fā)了 PKPM結(jié)構(gòu)分析軟件中的建筑結(jié)構(gòu)順風(fēng)向風(fēng)振分析軟件，使用戶可以更準(zhǔn)確地確定復(fù)雜高層建筑的順風(fēng)向等效風(fēng)荷載和頂點加速度。文中給出了若干典型工程的算例，對計算結(jié)果進行了對比分析。結(jié)果表明，對于常規(guī)的高層建筑，風(fēng)振分析軟件計算出的等效風(fēng)荷載與荷載規(guī)范

3、風(fēng)振系數(shù)方法的計算結(jié)果十分接近，而對特殊復(fù)雜高層建筑，兩者的等效風(fēng)荷載數(shù)值差距可達15％，說明對復(fù)雜高層建筑進行準(zhǔn)確的風(fēng)振分析是很有必要的。 此外，本文推導(dǎo)了體育場挑棚結(jié)構(gòu)風(fēng)振隨機振動計算的理論公式及其風(fēng)振系數(shù)的計算公式。在風(fēng)振計算中，采用了工人體育場改造工程風(fēng)洞試驗測壓數(shù)據(jù)擬合所得的脈動風(fēng)壓譜，考慮了脈動風(fēng)壓分布及多個振型的貢獻。計算結(jié)果分析表明，用風(fēng)洞試驗得到的風(fēng)壓譜與用Davenport風(fēng)壓譜計算的風(fēng)振系數(shù)結(jié)果比較接近，前

4、者具有更理想的計算精度，計算結(jié)果已應(yīng)用在設(shè)計中。 基于位移根方差，我國荷載規(guī)范推得了順風(fēng)向等效風(fēng)振力并由此得到風(fēng)振系數(shù)。而我國《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 99-98)根據(jù)順風(fēng)向等效風(fēng)振力求得了順風(fēng)向頂點最大加速度，這樣計算在理論上作了一定的近似。本文對此問題進行了研究，基于結(jié)構(gòu)隨機振動理論得到了高層建筑順風(fēng)向風(fēng)振加速度根方差，推得了更準(zhǔn)確的順風(fēng)向頂點最大加速度計算方法，并用背景分量共振分量方法和數(shù)值積分方法分別計算了