高層建筑氣動彈性的初步研究畢業(yè)論文

摘要圖414）。大量工程實測也表明，在一定范圍內(nèi)，阻尼隨著激勵的增強而變大。同時，根據(jù)結(jié)構(gòu)振動控制理論，制作了減振裝置。本文根據(jù)TMD減振原理，也為廣州西塔安裝類似臺北101大廈400噸吊擺的振動控制裝置，并進行了風洞試驗。發(fā)現(xiàn)：（1）對x方向加速度響應(yīng)有一定的減振效果，但對y方向卻不見成效，反而會使y方向的加速度響應(yīng)增大。（2）減振裝置改變了原有結(jié)構(gòu)的振動特性，削減了原模型前兩階加速度功率譜的峰值，使第1階的結(jié)構(gòu)頻率發(fā)生了前移。在強振風向下，其第1階會發(fā)生新的耦合共振，而這也使y方向的加速度峰值更加不安全。本文的一些不足：要得出準確定性的結(jié)論分析，需要大量的試驗數(shù)據(jù)，本文的試驗研究工況和數(shù)據(jù)還很有限。本文在氣彈模型頂部設(shè)置的減振裝置，由于空腔狹小不便安裝，很難達到良好的設(shè)計條件。在進行調(diào)試時，移動的位移也不夠精確、也沒有單獨設(shè)置粘性阻尼。等等此類原因都能影響減振效果。主要不足如下：（1）本文僅對廣州西塔的氣動彈性特性進行了研究，具有一定的局限性。要得到具有普適規(guī)律的公式和結(jié)論還需要進行各種工況模型的試驗，只有通過大量試驗結(jié)果，輔以工程實測數(shù)據(jù)檢驗，才能為工程設(shè)計應(yīng)用提供強有力的支持。（2）在布置減振裝置時，為簡便起見，僅設(shè)置了TMD減振措施。條件允許的話可以考慮其他減振控制方法或幾種減振措施的組合。（3）對于拉伸法測模型的結(jié)構(gòu)阻尼，結(jié)果還比較離散。要準確測量結(jié)構(gòu)阻尼隨輸入激勵變化的規(guī)律，還需要新的測量手段和更精細的處理方法。未來研究工作展望當前，高層建筑的抗風研究得到了很大的發(fā)展。采用氣動彈性模型進行風振耦合試驗研究，是很好的研究途徑。這需要對不同截面、體形、高度的氣動彈性模型進行風洞試驗，由于模型的制作、調(diào)試過程比較繁瑣且費用較高，所以這將注定是個長期的累積的過程。結(jié)合具體的實際工程項目進行氣動彈性試驗，既滿足了工程應(yīng)用，又獲得了研究數(shù)據(jù)，是個很好的思路。隨著硬件技術(shù)的發(fā)展，運用CFD進行模擬的數(shù)值風洞技術(shù)（發(fā)生在兩相交界面上的流固耦合問題），由于具有精度高、費用低、建模簡便等特點，將來應(yīng)用前景會非常廣闊。為了更好地服務(wù)于西塔建筑，研究其受載響應(yīng)，西塔將是世界上第一座系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的高聳結(jié)構(gòu)。通過分析實測數(shù)據(jù)來檢驗理論研究的成果，為理論研究奠定良好的工程實踐背景。參考文獻參考文獻[SEQ文獻\*ARABIC1]全涌,顧明.超高層建筑橫風向氣動力譜.同濟大學學報,2002,30(5):627-632.[SEQ文獻\*ARABIC2]全涌,顧明,黃鵬.超高層建筑通用氣動彈性模型設(shè)計.同濟大學學報,2001,29(1):122-126.[SEQ文獻\*ARABIC3]全涌,顧明.方形斷面高層建筑的氣動阻尼研究.工程力學,2004,21(1):26-30.[SEQ文獻\*ARABIC4]全涌.超高層建筑橫風向風荷載及響應(yīng)研究.同濟大學博士論文，2002.03.01.[SEQ文獻\*ARABIC5]顧明,周印,張豐等.用高頻動態(tài)天平方法研究金茂大廈的動力風荷載和風振響應(yīng).建筑結(jié)構(gòu)學報,2000,21(4):55-60.[SEQ文獻\*ARABIC6]黃翔,顧明.大跨度結(jié)構(gòu)氣彈模型風振響應(yīng)的阻尼修正系數(shù).同濟大學學報,2004,32(11):1433-1436.[SEQ文獻\*ARABIC7]黃鵬,顧明.高層建筑橫風向動力干擾效應(yīng)的試驗研究.工程力學,2003,20(5):53-58.[SEQ文獻\*ARABIC8]黃鵬,顧明.高層建筑干擾氣動阻尼的試驗研究.同濟大學學報,2003,31(6):652-656.[SEQ文獻\*ARABIC9]鄒良浩,梁樞果,顧明.高層建筑氣動阻尼評估的隨機減量技術(shù).華中科技大學學報,2003,20(1):30-33.[SEQ文獻\*ARABIC10]樓文娟,孫炳楠.風與結(jié)構(gòu)的耦合作用及風振響應(yīng)分析.工程力學,2000,17(5):16-22.[SEQ文獻\*ARABIC11].黃本才編著.結(jié)構(gòu)抗風分析原理及應(yīng)用.上海:同濟大學出版社,2001.[SEQ文獻\*ARABIC12]倪振華編著.振動力學.西安:西安交通大學出版社,1989.[SEQ文獻\*ARABIC13]趙林,葛耀君,曹豐產(chǎn).雙曲薄殼冷卻塔氣彈模型等效梁格設(shè)計方法.振動工程學報,Vol.21No.1,2008.[SEQ文獻\*ARABIC14]宋志剛,金偉良.多隨機參數(shù)下高層建筑風振響應(yīng)分布特征估計.浙江大學學報（工學版）,2004，38（10）：1308-1313.[SEQ文獻\*ARABIC15]良樞果,夏法寶,鄒良浩等.矩形高層建筑橫風向風振響應(yīng)簡化計算.建筑結(jié)構(gòu)學報,2004,25(5):48-54.[SEQ文獻\*ARABIC16]王國硯.基于高精度數(shù)值積分的結(jié)構(gòu)順風向風振計算.力學季刊，2006,27(1):162-167.[SEQ文獻\*ARABIC17]黃中偉,楊小玲,遇平靜.復雜阻尼作用下結(jié)構(gòu)風振的相似性分析.深圳大學學報（理工版）,2003,20(4).[SEQ文獻\*ARABIC18]瞿偉廉主編.高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)的風振控制設(shè)計.武漢:武漢測繪科技大學出版社，1991.[SEQ文獻\*ARABIC19]歐進萍,張微敬.高層建筑結(jié)構(gòu)的風振阻尼控制分析與設(shè)計方法.建筑結(jié)構(gòu)學報,2003,24(6):32-37.[SEQ文獻\*ARABIC20]周錫元,閻維明,楊潤林.建筑結(jié)構(gòu)的隔震、減振和振動控制.建筑結(jié)構(gòu)學報,2002,23(2):1-12.[SEQ文獻\*ARABIC21]黃斌,劉文軍.高柔結(jié)構(gòu)的馳振響應(yīng)分析.特種結(jié)構(gòu),2004,21(3):63-66.[SEQ文獻\*ARABIC22]楊志勇等.影響結(jié)構(gòu)阻尼的部分因素分析.工程力學(增刊),2001,834-837.[SEQ文獻\*ARABIC23]荷益斌,樊海濤等.建筑結(jié)構(gòu)非線性阻尼及其振動反應(yīng)研究.湖南大學學報,2006,33(5):41-47.[SEQ文獻\*ARABIC24]建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.[SEQ文獻\*ARABIC25]侯愛波,葛楠,周錫元.高層建筑順風向風振動力反應(yīng)時程分析.鄭州大學學報(工學版)，2006,27(2):14-17.[SEQ文獻\*ARABIC26]井秦陽,李宏男,王立長等.大連國貿(mào)大廈高層水箱風振控制研究及應(yīng)用.地震工程與工程振動,2006,26(2):111-118.[SEQ文獻\*ARABIC27]李祚華,滕軍,容柏生等.高層結(jié)構(gòu)屋頂構(gòu)架風振控制設(shè)計與研究.西安建筑科技大學學報(自然科學版),2006,38(4):504-508.[SEQ文獻\*ARABIC28]王欽華,王汝恒,賈杉.高層建筑荷載風振系數(shù)的風洞試驗研究.四川建筑,2005,25(3).[SEQ文獻\*ARABIC29]張兆順,崔桂香,許春曉.《湍流理論與模擬》.北京：清華大學出版社,2005.[SEQ文獻\*ARABIC30]石碧青,謝壯寧,倪振華.用高頻底座力天平研究廣州西塔的風效應(yīng).土木工程學報，2008,41(2):42-48.[SEQ文獻\*ARABIC31]謝壯寧,方小丹,倪振華.用多點同步壓力掃描方法研究廣州西塔的風效應(yīng).已投建筑結(jié)構(gòu)學報.[SEQ文獻\*ARABIC32]李惠彬編著.大型工程結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別技術(shù).北京：北京理工大學出版社,2007.7.[SEQ文獻\*ARABIC33]AIJ1996.AIJRecommendationsforLoadsonBuildings.[SEQ文獻\*ARABIC34]XinzhongChengandAhsanKareem(2001).EquivalentStaticWindLoadsForBuffetingResponseOfBridges.Struct.Engrg,Vol.127,No.12.[SEQ文獻\*ARABIC35]KareemA.Acrosswindresponseofbuildings.JStructuralDivision,ASCE,108(4):869-887.[SEQ文獻\*ARABIC36]M.Kasperski.Extremewindloaddistributionsforlinearandnonlineardesign.Eng.Stuct.1992,14(1).[SEQ文獻\*ARABIC37]KatagiriJ,Marukawaet.Effectsofstructuraldampingandeccentricityonwindresponseofhigh-risebuildings.Journalofwindengineeringandindustrialaerodynamics,74-76(1998):731-740.[SEQ文獻\*ARABIC38]Marukawa.Handothers.Experimentalevaluationofaerodynamicdampingoftallbuildings.JournalofWindEngineeringandIndustrialAerodynamics,1996,59:177-190.[SEQ文獻\*ARABIC39][SEQ文獻\*ARABIC40]Q.S.Li,J.R.Wu.Time-frequencyanalysisoftyphooneffectsona79-storeytallbuilding.Journalofwindengineeringandindustrialaerodynamics,95(2007):1648-1666.[SEQ文獻\*ARABIC41]CarloPaulotto,MarcelloCiampoli,GiulianoAugusti.Windtunnelevaluationofmeanwindpressureonaframe-typesignboard.Journalofwindengineeringandindustrialaerodynamics,94(2006):397-413.[SEQ文獻\*ARABIC42]石碧青,洪海波,謝壯寧,倪振華.大氣邊界層風洞流場特性的模擬.空氣動力學學報,2007,25(3):376-380.[SEQ文獻\*ARABIC43]GUMing，ZHOUYin，ZHANGFeng，etal.Dynamicresponsesandequivalentwindload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