高层建筑结构风振时程分析软件的技术研究
超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术研究
超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术研究超高层建筑是现代城市的标志性建筑之一，然而，随着建筑高度的增加，其在强风环境下存在严重的风振问题。
风振现象不仅会导致超高层建筑剧烈的摇摆，甚至可能引发结构破坏和安全隐患。
因此，研究超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术具有重要的工程应用价值。
首先，针对超高层建筑结构风振问题的研究，需要进行风洞试验和数值模拟分析。
风洞试验可以通过模拟真实的风场环境，获取结构在风力作用下的响应。
通过风洞试验可以确定结构的风荷载分布及其对结构的力学性能的影响。
同时，数值模拟分析也是研究超高层建筑结构风振响应的重要手段。
基于ANSYS等有限元软件，可以对超高层建筑进行模拟，预测结构的风振响应。
其次，为了减小超高层建筑的风振响应，需采取有效的抑制技术。
目前，常用的抑制技术主要包括被动控制、主动控制和半主动控制。
被动控制技术是通过优化结构的刚度和阻尼特性，减小结构对风荷载的响应。
常见的被动控制技术包括质量调节、增加剪力墙等。
主动控制技术则是通过使用传感器和执行器，对结构进行实时监测和调节，以抑制结构的振动。
而半主动控制技术则是被动和主动控制的结合，兼具两者的优点。
在具体研究超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术的过程中，需要考虑多方面的因素。
首先，要充分地了解超高层建筑的结构特点和风动力学特性。
超高层建筑的结构比较复杂，一般由钢结构和混凝土结构组成。
其风动力学特性则受到结构形态和风洞效应的影响。
因此，在进行风振响应分析时，需要综合考虑这些因素，并建立准确的数学模型。
此外，对于超高层建筑的风振响应抑制技术研究，还需考虑经济性和可行性。
抑制技术的实施会增加工程的投资成本，因此，需要权衡抑制效果与成本。
同时，超高层建筑已经建成，抑制技术的实施需要考虑施工的可行性和结构的可操作性。
因此，在研究过程中还需要充分考虑这些实际问题，并提出合理的解决方案。
总结而言，超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术研究是一个复杂且具有挑战性的课题。
地震作用下高层剪力墙结构的时程分析
地震作用下高层剪力墙结构的时程分析摘要：时程分析法是模拟实际地震作用的一种方法，是将抗震理论由传统的等效静力分析进入动力分析、反映结构地震响应最直接的方法。
本文首先介绍了时程分析的原理及步骤，并结合高层剪力墙结构实例，运用大型有限元软件ANSYS进行模态分析和瞬态分析，并与国内有限元分析程序SATWE的分析结果进行对比。
ANSYS以其强大的计算分析及后处理功能，近年来逐渐应用于工程数值模拟，其计算精度已经取得满意的效果。
关键词: 时程分析；模态分析；瞬态分析；地震波中图分类号： TU311 文献标识码：B0引言时程分析法(Time History Method)又称为“瞬态动力学分析法”，它是随着强震记录的增多、计算机技术的发展，对结构振动方程进行逐步积分求解的一种方法，主要应用于建筑结构的抗震性能分析。
时程分析法运用计算机将地震波输入到结构动力方程，并利用逐步积分求解结构的地震作用和地震响应。
地震作用下，多自由度体系的动力方程为：式中，分别为结构的质量、刚度和阻尼矩阵；分别为结构相对于地面的加速度、速度、位移矢量；为地面运动加速度。
时程分析法的步骤一般分为以下五步:第一步，根据建筑物的实际场地条件、抗震设防烈度等因素，选取若干条不同特性的地震加速度时程曲线，把它作为设计所用的地震波输入。
第二步，根据己有计算机资源、结构的自身振动特性和工程的实际条件，建立合理的结构模型。
第三步，根据材料特性、结构构件的类型和受力状态，选择合适的构件恢复力模型。
第四步，建立结构的运动微分方程。
第五步，采用逐步积分法求解运动微分方程，得出结构体系在地震作用下的全过程动力响应。
1工程概况该项目为某高层剪力墙住宅楼，地下1层为储藏室，地上24层为住宅，层高为2.900m，建筑物总高度为69.60m。
建筑沿X和Y方向分别为46.400m和16.000m，主体结构为剪力墙结构。
建筑结构安全等级为二级，抗震设防类别为丙类，设计使用年限为50年，抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第三组，设计基本地震加速度为0.05g，建筑场地类别为Ⅲ类，剪力墙抗震等级为四级，该地区基本风压w=0.40kN/m2（50年一遇），风载体型系数取1.3，地面粗糙度为C类。
某超高层TMD风振控制设计及时程分析验证
高层建筑风振问题研究
高层建筑风振问题研究随着经济的快速发展和城市化进程的加速，高层建筑在现代都市生活中扮演着重要角色。
然而，随着高层建筑的不断增长，其所面临的挑战也逐渐凸显出来，其中之一就是风振问题。
风振问题指的是当高层建筑遭受到大风的作用时，建筑结构会出现一定程度的振动现象。
这种振动不仅可能引发居民的不适感，还可能对建筑结构的安全性产生威胁。
因此，对高层建筑的风振问题进行研究显得尤为重要。
首先，我们需要了解高层建筑风振问题的原因。
风振问题主要是由风的作用力引起的。
当风吹过高层建筑时，由于风的作用力会产生波动，这种波动会传递到建筑结构上，进而引发振动现象。
建筑结构的振动不仅受到风速的影响，还受到建筑物的形状和材料的刚度等因素的影响。
为了解决高层建筑风振问题，科学家和工程师们投入了大量的研究。
他们首先研究了风对于不同形状和材料的建筑所产生的作用力。
他们发现，不同形状的建筑在风作用下所受到的振动程度会有所不同。
例如，圆柱形的建筑会比方形的建筑受到更大的风力作用，从而产生更加明显的振动现象。
此外，科学家们还研究了不同材料对风力作用的响应。
他们发现，使用柔性材料的建筑相对于刚性材料的建筑来说更容易受到风振的影响。
为了解决高层建筑风振问题，工程师们采取了一系列的措施。
首先，他们会在设计过程中考虑风振问题。
他们会根据地区的气候和建筑物的用途等因素来选择合适的形状和材料，以降低风振的概率。
其次，他们还会在建筑外墙表面安装振动控制装置，如阻尼器和减振器等。
这些控制装置可以吸收和分散部分风力作用力，从而减轻建筑结构的振动现象。
然而，尽管采取了上述措施，高层建筑风振问题仍然无法完全消除。
因此，更加深入的研究还是必要的。
科学家们正在努力探索新的振动控制技术和策略，以提高高层建筑的风振抗风能力。
例如，他们正在研究如何利用智能材料和结构来预测和控制风振现象。
这些智能系统可以通过感知建筑结构的振动状态，并及时作出调整来保持结构的稳定性。
总之，高层建筑的风振问题是一个复杂而严峻的挑战。
高层建筑结构抗风振性能分析与设计
高层建筑结构抗风振性能分析与设计高层建筑抗风振是指建筑物在强风作用下抵抗风振的能力。
由于高层建筑的高度和细长形状，容易受风的作用，产生结构的振动。
因此，为了确保高层建筑的安全和稳定，必须对其抗风振性能进行分析和设计。
一、风振分析高层建筑抗风振性能的分析是通过计算建筑物在风场中受到的风压力，分析建筑结构的振动特性，以及评估结构的稳定性和安全性。
主要包括以下几个方面：1. 风压力计算：根据建筑物高度、形状和所在地的风速，计算出建筑物在不同高度和不同方向上受到的风压力大小。
这需要考虑的因素包括建筑物的表面积、气动力系数和风压力系数等。
2. 结构振动特性分析：通过数学模型和计算方法，分析建筑结构在风作用下的振动特性。
包括自振频率、阻尼比和模态形式等参数。
这些参数能够帮助工程师判断结构的振动情况，进而评估其稳定性和抗风能力。
3. 结构响应分析：根据建筑结构的振动特性，进行结构响应分析，即模拟建筑物在风场中的受力和变形情况。
通过有限元分析等方法，定量计算结构的应力、位移和变形等参数，为结构的抗风设计提供依据。
二、设计原则与方法在高层建筑抗风振的设计过程中，需要遵循一些基本的原则和方法，以保证结构的稳定性和安全性。
1. 抵抗风压力：结构的设计应考虑到不同高度和不同方向上的风压力变化。
采用适当的结构形式和截面尺寸，以抵抗风压力的作用，并保证结构的整体稳定性。
2. 减小结构振动：通过合理的结构抗振措施，减小结构在风作用下的振动。
常用的方法包括增加结构的坚固性、增加阻尼装置、优化结构参数和采用风洞试验等。
3. 考虑风-结构相互作用：在风振设计中，需要考虑风-结构相互作用的影响。
即风场的作用对结构的响应造成的影响，以准确评估建筑物的受力和变形情况。
4. 断面设计：根据结构的受力特点和抗振要求，进行断面的设计。
选择合适的材料和截面形式，以满足结构的抗风要求和使用寿命。
5. 工程实践经验：高层建筑抗风振的设计需考虑到实际工程施工和运行中的各种影响因素。
高层建筑顺风向风振系数研究分析
法 计算 的风振系数均略大于按规范计算的结果。 图 ６给出建筑各楼层峰值位移 。阵风荷载 因子法 、 惯性风荷
敏感 ， 高层建筑设 计 中 ， 风 荷载 通常起 到控 制性 作用 。 目前 现行
本风压取 ５ ０年重现期 的风压 ０ ． ４ ５ ｋ Ｎ ／ ｍ。 ， 结 构第一 自振周 期为
２ ． ４ １ ｓ ， 结构 阻尼 比取 ０ ． ０ ５ ； 脉动 风模拟 时 间为 ２ ０ ４ Ｓ ， 时 间间 隔
０ ． １ ｓ ， 每层均设为 加载层。使用美 国 Ｃ Ｓ Ｉ 公司编制 的大型结构分
析与设计软件有限元程序 Ｅ Ｔ Ａ Ｂ Ｓ 建立三维有 限元模 型， 分别 采用
的《 建筑结构荷 载规 范》 中采用 简化风振 系数来 计算高 层建筑 顺 风 向的风荷载影 响 ， 仅考 虑线 弹性结 构第 一振 型 ， 忽略结 构高
建 筑结构荷 载规 范》 方法计 算 的结果 与结构 （ ２ ） 法计算 的结 果与按《 的第一阶振型变化规 律相 似 ， 且 下小 上大 ， 二者 均考虑 振 型系数 惯性 风荷载法是按随机振动理论得 到一 阶广 义位 移响应 ， 使
结构 产生该位移的惯性力 ， 可 得 到 高 度 处 的 风 振 系 数 公 式 为 ：
峰值 因子 。
＾ — — — —
图 １ 顺风向脉 动风压 时程与 目标 自功率谱对比结果（ 建筑 ３层 ）
阵风荷载因子法的风振系数 即“ 阵风因子” ， 可 表示 为 ：
Ｇ＝Ｒ （ ｚ ） ／ Ｒ（ ｚ ）＝１ ｇ Ｒ （ ） ／ Ｒ （ ｚ ）
图 ５给出了建筑 各楼 层风 振系数 ， 可 以看 出 ， 按惯 性风 荷载
度处 自相关 函数对 比结果 ， 可 以看 出脉 动风速的空 间相关特 性较
一种在ANSYS中实现颤振时程分析的方法
一种在ANSYS中实现颤振时程分析的方法颤振时程分析是结构工程中的重要分析方法，用于研究结构在外部激励下可能出现的颤振现象。
在ANSYS软件中，可以通过以下方法来实现颤振时程分析。
1.定义结构模型：在ANSYS中，首先需要使用几何建模工具创建结构模型。
可以使用ANSYS提供的几何建模工具，也可以使用外部CAD软件导入模型。
在建模过程中，要确保模型的精度和准确性。
2.设置物理属性：在ANSYS中，需要为结构模型定义材料属性和边界条件。
将材料属性分配给结构的各个部分，包括弹性模量、泊松比和密度等。
同时，也需要定义边界条件，例如约束和荷载等。
3.定义颤振激励：颤振时程分析需要定义一个与时间有关的激励。
可以是脉冲、周期性加载或随机加载等。
根据实际情况，选择合适的激励方式，并为其定义参数，例如加载时间、幅度和频率等。
4. 设置分析类型：在ANSYS中，可以选择不同的分析类型来进行颤振时程分析。
其中一种常用的方法是模态超级位置法（Modal Superposition Method）。
这种方法假设结构响应是由若干模态形式的振动叠加而成，通过对结构模态进行线性叠加，得到结构响应。
5.求解：在ANSYS中，通过设置分析类型、加载条件和求解器等参数，进行求解。
求解过程将获得结构的时程响应结果。
该结果包括结构的位移、速度和加速度等。
6.结果分析：在求解完成后，可以使用ANSYS提供的后处理工具来分析结果。
可以绘制结构的位移、速度和加速度随时间变化的曲线。
可以评估颤振时程分析的结果是否满足设计要求，如结构是否出现颤振现象。
总之，在ANSYS中实现颤振时程分析需要依次完成模型定义、物理属性设置、颤振激励定义、分析类型选择、求解和结果分析等步骤。
通过这些步骤，我们可以研究结构在外部激励下的颤振行为，为结构设计和优化提供有价值的信息。
地震作用下高层建筑的实时分散式识别与振动控制研究的开题报告
地震作用下高层建筑的实时分散式识别与振动控制研究的开题报告一、研究背景随着城市化进程的不断加速以及高层建筑的快速发展，地震对高层建筑的破坏和影响越来越受到人们的关注。
针对地震对高层建筑的影响，传统的抗震措施主要依赖于结构的抗震性能，如加固等。
然而，在地震来临时，高层建筑的固有振动频率、阻尼等参数也会发生改变，导致结构的抗震性能发生变化，从而影响地震时的振动响应，甚至发生破坏。
因此，高层建筑的实时识别以及振动控制成为了当前研究的热点。
利用实时监测系统对建筑结构参数进行监测与识别，并采取适当的振动控制策略，可以有效地减小地震的影响，保障人们的生命和财产安全。
二、研究目的和意义本文旨在研究高层建筑地震作用下的实时分散式识别与振动控制方法。
通过开展实验和分析，探讨高层建筑在地震作用下的动力响应特性，提出相应的振动控制算法，并进行相关的仿真分析，验证振动控制算法的有效性和适用性。
该研究的意义在于：1. 可以提高高层建筑在地震情况下的抗震性能，从而减少地震灾害带来的损失和影响；2. 可以为高层建筑的实时监测、识别和控制提供新的思路和方法，为高层建筑的安全运行提供技术支持和保障；3. 可以对结构动力学研究和振动控制领域有一定的推进作用。
三、研究内容和技术路线本文的研究内容主要包括以下方面：1. 高层建筑地震动力响应分析2. 基于实时监测的高层建筑结构参数识别3. 高层建筑地震时的振动控制策略研究4. 数值仿真与实验验证技术路线如下：1. 对高层建筑的地震动力响应进行理论研究和数值模拟分析，包括振动特性、阻尼、变形等参数的影响研究。
2. 设计高层建筑的实时监测系统，采集、存储和处理结构参数的实时数据，实现对结构参数的在线识别和分析。
3. 建立高层建筑的振动控制模型，提出相应的控制策略，包括传统的模型预测控制、自适应控制等方法，实现对结构的振动控制。
4. 运用软件仿真工具和硬件实验平台进行仿真和实验验证，对振动控制算法的有效性和适用性进行测试和验证。
Matlab应用于高层建筑结构时程分析初探
第2 0340
卷 8
第 年
8 3
期 月
华
晶
:
Matlab
应用于高层建筑结构时程分析初探
·93 ·
C11 C12 … C1 n
K11 K12 … K1 n
C21 C22 [ C] = ⁝ ⁝
… C2 n
K21
⁝ ⁝ ,[ K] = ⁝
K22 ⁝
… K2 n 。 ⁝⁝
Cn1 Cn2 … Cnn
试计算输入 EL- CEN TRO 波时结构各层的位移 、速度 、加速 度时程反应 。
1) 地震波文件中是采样间隔为 0. 02 s 的地面加速度值 ,应对 地震波文件进行加速度调幅处理 。
2) 框架计算模型采用层间剪切模型 。 表 1 1 层～11 层层重力荷载代表值
层号
1234567
8
9
10 11
9 6. 51
10 6. 51
11 6. 51
2. 2 力学模型
根据算例选择 11 层某框架结构建立结构模型 ,本次分析假 定每个墙肢在动力荷载作用下的塑性发展情况相同 ,忽略了各墙 肢塑性的不同引起的刚度变化的不同 ;每个墙肢的刚度是在考虑 剪切变形的基础上形成的 ,通过叠加本层所有墙肢的抗侧刚度来 形成总刚 ,并假定楼板平面内与平面外刚度无穷大 。因此 ,根据 上面的假定 ,可认为该框架结构在地震作用下的破坏形态为剪切 破坏 。所以 ,在进行线性计算时 ,采用了层间剪切型串联多质点 系的力学模型 ,文中采用的力学模型如图 2 所示 。
dx11 ( : ,j - 1) = dt. 3 x22 ( : ,j - 1) + (dt/ 2) . 3 dx22 ( : ,j - 1) ; % 求 dt 时段内速度增量
高层建筑风振响应分析与控制研究
高层建筑风振响应分析与控制研究引言在现代城市的发展中，高层建筑已成为城市景观的一部分。
然而，高层建筑在面临强风的情况下可能出现风振问题，对建筑结构的稳定性和人员生命安全带来威胁。
因此，高层建筑风振响应分析与控制研究变得至关重要。
1. 高层建筑风振现象高层建筑的结构相比于传统建筑更加灵活，在面对风力时容易产生振动现象。
这主要归因于风作用在建筑物上所产生的涡流及压力变化。
当风速超过一定阈值时，建筑结构开始出现共振现象，振幅逐渐增大，进而影响建筑的安全性和舒适性。
2. 高层建筑风振响应分析方法为了研究高层建筑的风振响应，需要进行风洞试验和数值模拟。
风洞试验能够模拟不同风速和风向条件下的风场，以获取风作用下的建筑振动响应数据。
同时，数值模拟方法如计算流体力学（CFD）和有限元分析（FEA）也成为研究的重要手段。
3. 高层建筑风振控制技术为了减轻高层建筑的风振响应，研究者们提出了一系列控制技术。
其中一种是主动控制技术，通过在结构上设置反馈控制系统，动态地修正结构的响应。
另一种是被动控制技术，通过在结构上设置阻尼器、质量调整器等装置，改变结构的固有特性，从而减小振动幅度。
此外，还有一些其他的技术，如涂层减振、断层结构等，也在一定程度上缓解了高层建筑的风振问题。
4. 实例分析及案例研究以某个高层建筑为例，对其进行风振响应分析和控制研究。
通过在风洞中进行试验，获取了建筑在不同风速下的振动数据。
同时，通过有限元分析，分析了建筑结构的固有频率和模态振型。
在此基础上，设计了一种主动控制系统，通过调整反馈参数，使建筑的振动响应受到有效控制。
进一步，对比了不同风振控制技术的效果，评估了各种技术的优缺点。
结论高层建筑风振响应的研究和控制对于保障建筑结构的安全和居民的生命安全具有重要意义。
通过风洞试验和数值模拟分析，可以全面了解风作用下建筑结构的振动响应。
在此基础上，采用主动或被动的控制技术，可以有效减小高层建筑的风振响应，提高其在强风环境下的稳定性和舒适性。
高层建筑结构风振时程分析软件的技术研究
陈学伟 ，韩小雷 ｂ ，郑 宜 ，毛贵牛
（ 华南理工大学 ａ高层建筑结构研究所 ：ｂ亚热带建筑科学 国家重点实验室 ，广东 广 州 ５ ０４ ） ＿ ． １６ ０
摘
要：高层建筑 风振舒适度 已受 到普遍关注 ，目前常采用规 范的经验 公式和风洞模 型试验实测计算 。但 随着
结构体系的复杂化及采用附加阻尼器减振技术 的 日益广泛化 ， 进行结构 的风振 时程分析是更为简单直接和准确 的分析方法。 本文采用 自回归滤波法技术， 考虑三维空 间相关性 ， 对具有随机性的脉动风荷载进行有效 的模拟 ； 通过编制软件生成风压时程 数据 并 自பைடு நூலகம்输 出至 结构有 限元软件进 行风振时程分析， 为高层建筑 的风振控制分 析 提供 了可行的方法；最后，将 该风动力荷载数值模拟技术 与动 力时程分 析技 术相 结合进行算例 分析 验证 ，经 过
术， 个点空间相关脉动风速时程 Ｖｘ ， 列向 （Ｙ ， ，ｚ 量 的 ＡＲ模 型 可表 示为 ：
上
（＝ａ（ｃ（ ｉ１ ， （ Ｊ ， 。２ ） ｉ ）ｓ ・ ＝…Ｍ ６ ， ）
式 中 ， 是 脉动 风速 频率 ：Ｓ ， ， ｏ（）在 时为 脉动 风速 自谱 密度 函速 ，在 ｉ 『 为脉 动风 速互 谱密 ≠－ 时 度 函数 ，可 由脉 动风 速 自谱密 度 函 数 Ｓ（ ） 相 ｉ１ 和 ｉ厂
对 比研 究 表 明 该 风 振 时 程 分 析 方 法 可 应 用 于工 程 分 析 与 设计 。
关键词：风振控制 ；风荷载时程；时程分析； 自回归滤 波法 中图分类号：Ｔ ７ ￣ ２ Ｕ９ ３． ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１７ ．０ ７２ ０ ）３０ ３．４ ６ ２７ ３ （０ ８０ ． １６０
高层隔震结构风振研究
动； 大楼 南北 向和东 西 向 的卓 越 频 率 在 风 振 较 平 缓 时 与理 论计 算 的结 果 相 近 ， 风 振 较 激 烈 时 与 理 论 在 计算 的结果 有一 定 的差 距 ， 主要 是 由于 风 振 作 用 这
还 没能 充分 激发 橡 胶 隔震 支座 的性 能 。
１４ ｏ
｛ ｊ
１ ａ ｎ 提 出 的线 性 回归 滤 波 器 法 （ Ｒ 法 ） ｗｔ ｉ ａ Ａ ， 其 主要 有 以下 过程 ： １ 求 解 个 相 关 的 随 机 风 速 （） 过程 ［ （ ） ｕ ｔ ］＝［ （ ） … ， （ ） 的 回归 系数 矩 阵 ｗ ｕ ｔ， ｕ ｔ］
［ ； ２ 求给 定 方 差 的 随机 过 程 ［ ｔ ］ （ ） 下 ］ （ ） Ｎ（ ） ； ３ 按
随着 隔震技 术 的应用 往 “ 高层 建 筑 ” 展 ， 发 隔震 结 构 的风振 控制 也逐 渐受 到研 究人 员 的关 注 。风荷 载 是一 种常 见 的外 部 荷 载 ， 建 筑 结 构上 主要 作 用 在 有顺 风 向 的平 均 风和 脉动 风 。从 图 １ 动风 功率 谱 脉
中可 以看 出 ， 建筑 结 构 的频 率 处 在 曲线 极 值 点 的右
移 隔震 体 系 的抗 风 稳 定 性 ， 出 了摩 擦 系 数 为 ０ １ 得 ．
可 以 满 足 基 本 风 压 小 于 ０ ９ ｋ ／ 地 区 滑 移 隔 震 ．０ Ｎ ｍ 结 构 的抗风稳 定 性 的结 论 。金 星 ， 韦永 祥 等 对 福 建省 防震 减 灾 中心 大 楼 （ １ 的 钢 筋 混 凝 土 框 架 ． １层
＋（ ｝ 口 ）
（） ４
式 中 ， ｃ ｃ 和 ｃ 分 别 是 、 、 个 方 向 空 间 衰 减 Ｙ 三 系数 。Ｄ ｖｎ ｏｔ 议 Ｃ ＝Ｃ ＝１ ， ： ０ ａｅ ｐｒ建 ６ Ｃ ＝１ 。
超高层建筑的风振分析与控制
超高层建筑的风振分析与控制随着城市化进程的加速，超高层建筑在世界各地如雨后春笋般涌现。
这些高耸入云的建筑不仅是城市的地标，也是现代建筑技术的杰作。
然而，超高层建筑在面临强风时，会产生风振现象，这对建筑的安全性和舒适性构成了严峻的挑战。
因此，对超高层建筑进行风振分析与控制至关重要。
风振是指风对建筑物的作用引起的结构振动。
对于超高层建筑来说，由于其高度较大、结构柔性增加，风振的影响更为显著。
风振可能导致建筑结构的疲劳损伤、构件破坏，甚至影响建筑物的使用功能和居住者的舒适度。
为了确保超高层建筑在风荷载作用下的安全可靠，需要深入了解风振的产生机制和特点，并采取有效的分析和控制方法。
风振分析是研究超高层建筑在风荷载作用下响应的重要手段。
常见的风振分析方法包括风洞试验、数值模拟和理论分析等。
风洞试验是一种通过在风洞中模拟实际风场环境，对建筑模型进行测试的方法。
通过测量模型在不同风速和风向条件下的力和位移响应，可以获得较为准确的风振特性数据。
数值模拟则是利用计算机软件对风场和建筑结构进行建模和计算，能够快速预测风振响应，但需要对模型的准确性进行验证。
理论分析则基于力学原理和数学方法，对风振问题进行简化和求解，但在处理复杂结构和流场时存在一定的局限性。
在进行风振分析时，需要考虑多种因素。
首先是风的特性，包括风速、风向、风谱等。
不同地区的风特性差异较大，因此需要根据建筑所在的地理位置和气象条件确定合适的风荷载参数。
其次是建筑的结构特性，如结构形式、刚度分布、质量分布等。
这些因素会影响建筑对风荷载的响应。
此外，还需要考虑建筑周围的环境，如周边建筑物的干扰、地形地貌等。
风振控制是减小超高层建筑风振响应的有效措施。
常见的风振控制方法包括被动控制、主动控制和半主动控制。
被动控制是通过在建筑结构中设置耗能装置或调整结构的自身特性来消耗风振能量，例如安装调谐质量阻尼器（TMD）、调谐液体阻尼器（TLD）等。
主动控制则是通过外部能源输入，实时调整控制系统的参数，以主动抵消风振的作用。
高耸钢塔结构风振响应分析
高耸钢塔结构风振响应分析曹丽珍【摘要】本文首先介绍了风荷载模拟基本理论，并按Davenport风速谱理论，借助数值分析软件MATLAB编制谐波叠加法程序，模拟了场地上不同高度处具有空间相关性的钢塔结构的脉动风荷载时程曲线。
在模型降阶的基础上，将模拟得到的风荷载时程加到模型上，利用Newmark-β方法进行风振响应时域计算，通过SAP2000有限元软件模拟计算得到结构的风振响应。
%In-this-paper,-according-to-Davenport-winds-pectrum-theory,-with-numerical-analysis-software-MATLAB-sim-ulation-of-the-preparation-of-the-super-position-of-harmonic-drive-curves-at-different-heights-steel-tower-structure-with-a-spatial-cor-relation-of-fluctuating-wind-loads-on-thevenue.-On-the-basis-of-model-reduction,-based-on-the-simulated-wind-loading-process-when-applied-to-themodel,-using-Newmark-β-method-of-calcu-lating-the-time---domainresponse-of-wind---induced-vibration,-wind-vibration-response-of-structure.【期刊名称】《四川建材》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P59-62)【关键词】脉动风模拟;谐波叠加法;Newmark-β方法;动力时程分析【作者】曹丽珍【作者单位】同济大学建筑工程系，上海 200092【正文语种】中文【中图分类】TU3910 前言高耸钢塔结构是一种特殊结构形式，其结构高度较高、横截面相对较小、横向荷载起主要作用。
ANSYS高层建筑主体结构地震响应分析及优化
---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ ANSYS高层建筑主体结构地震响应分析及优化摘要现代高层结构的规模越来越大，高度越来越高，其抗震设计也越来越重要。
国内外不少学者都正致力于研究高层结构在地震响应、弹塑性时程分析等方面的新理论和新方法。
本文结合南京某36层高层住宅楼的工程背景，运用SATWE软件分析结构基本周期和多遇地震下的弹性反应，运用EPDA软件分析结构罕遇地震下的弹塑性反应。
结果表明：（1）减小墙厚和减少墙体布置可以调整原结构方案偏小的基本周期，保证结构整体刚度的合理性。
（2）本结构在多遇地震下的层间位移角满足规范要求，且ANSYS与PKPM 在周期和弹性时程分析方面的计算结果符合的很好。
（3）本结构在罕遇地震下的层间位移角满足规范要求，且通过对有害位移角等曲线的判断第6、7层为薄弱层，通过塑性铰出现顺序判断东北和西南两户的客厅短梁为薄弱构件，为结构设计提供了有益的参考。
1 / 31关键词高层结构地震响应时程分析薄弱层塑性铰10196毕业设计说明书（论文）外文摘要TitleArchitectural and Structure Design of One High-rise ResidentialBuilding (36-storey) in Nanjing - Analysis and Optimizationof the Main Structure Earthquake ResponseAbstractThe modern high-rise structures are becoming larger, higher and the seismic design is also becoming more important. Domestic and foreign scholars are working on the new theories and methods in seismic response, nonlinear time history analysis of high-rise structures. In this paper, according to the engineering background of a 36-storey high-rise residential building in Nanjing, the---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------author uses SATWE and EPDA to analysis the period and response under multi earthquake and rare earthquake. The results showed that:(1)to reduce the thickness of the wall and the wall layout could adjust the low fundamental period of the original structure so as to ensure the rationality of overall stiffness of the structure.(2)the angle of floor displacement in the multi earthquake meet regulatory requirements, and the elastic time history analysis results of ANSYS and PKPM agree well.(3)the angle of floor displacement in the rare earthquake meet regulatory requirements, and hazardous displacement angle curve analysis showed that the 6,7 layer are weak layers, the two short beam of the northeast and southwest parlor are weak components according to the appearance order of plastic hinges, all of these are useful references for the structural design.近十多年来，国内外高层建筑发展的很快，层数日益增多，高度日益增高，体型越来越复杂，体系越来越3 / 31新颖，新材料的应用也日益增多。
ANSYS软件在高层建筑地震反应分析中的应用
ANSYS软件在高层建筑地震反应分析中的应用一、概要随着全球地震灾害的频发，高层建筑在地震作用下的安全性受到了广泛关注。
地震反应分析是评估高层建筑在地震作用下结构响应及损坏情况的关键技术手段。
ANSYS软件作为一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，在高层建筑地震反应分析中发挥着重要作用。
1. 抗震设计的重要性随着全球地震活动的增加，高层建筑在其生命周期中的抗震性能显得尤为重要。
高层建筑由于其特殊的结构形式和高度，往往成为地震作用下的关键受力构件。
如果在地震作用下发生倒塌，将造成巨大的人员伤亡和财产损失。
抗震设计的核心目标是确保建筑物在可能发生的地震中能够保持足够的稳定性和完整性，从而保护人员安全并减少财产损失。
ANSYS 软件作为一种强大的有限元分析工具，在高层建筑地震反应分析中发挥着至关重要的作用。
通过ANSYS，工程师们可以模拟和分析建筑物在地震作用下的动态行为，包括应力和变形分布、结构的失效模式以及能量耗散等。
这有助于设计师在建筑设计阶段就识别出潜在的薄弱环节，并采取相应的加固措施来提高建筑的抗震性能。
ANSYS还可以用于验证设计的合理性，通过与其他软件或实验结果的对比，确保建筑物在实际地震中的表现符合预期。
这对于保证高层建筑在地震中的安全性至关重要。
抗震设计是高层建筑安全性的重要保障。
ANSYS软件的应用使得这一过程更加高效、准确，为设计师提供了强有力的工具来应对地震带来的挑战。
2. 高层建筑地震反应分析的挑战随着城市化的加速和土地资源的紧张，高层建筑越来越多。
高层建筑在地震作用下的地震反应分析是一个复杂且具有挑战性的问题。
在地震作用下，高层建筑会受到水平、竖向和扭转等多种振动模态的影响，使得地震反应分析变得非常复杂。
高层建筑结构的耦合作用使得地震反应分析更加困难。
高层建筑结构中，各构件之间存在复杂的相互作用，如梁柱、梁墙、墙柱等。
这些相互作用使得地震力在建筑物内的传递变得复杂，难以准确模拟实际的地震反应。
超高层建筑结构设计中的风振效应分析
超高层建筑结构设计中的风振效应分析随着城市化进程的加速，越来越多的超高层建筑在各大城市拔地而起，成为城市风貌的一道亮丽风景线。
然而超高层建筑的建设过程中存在的一些问题和挑战也不容忽视。
其中之一便是超高层建筑结构设计中的风振效应分析。
本文将讨论这一话题，并探究其相关的技术和方案。
一、风振效应是什么？风振效应简单地说，就是指风对建筑结构的影响所形成的振动效应。
它在超高层建筑结构设计中的作用十分重要，因为超高层建筑一般都有较高的高度和较大的体积，结构非常复杂，而且受到风的影响非常大。
风振效应会对建筑物的安全性、舒适性和美观性产生很大的影响，因此必须加以充分考虑和控制。
二、风振效应的影响因素风振效应的产生并不是单一原因，而是由多种因素的综合影响所导致的。
其中主要包括如下几点：1. 风速及其方向：风振效应的大小和方向直接取决于风速和风向，风速越大、方向越垂直于建筑物立面，风振效应就越明显。
2. 建筑物结构：建筑物结构的特点、尺寸、高度和材料等都会影响风振效应。
比如说，塔形结构比矩形结构更易受到风的影响。
3. 地形：地形的高低起伏、周边环境等也都会影响风振效应。
比如说，环境中是否有高耸的建筑物、山岳地形等都会造成风场的扰动，增大风振效应。
三、风振效应的分析方法为了控制和减小超高层建筑结构的风振效应，必须对其进行分析和设计。
而在风振效应的分析中，目前比较常见的方法有如下几种：1. 加载系数法：即通过设定某些特定的载荷系数，来确定建筑物在不同风速和风向下的风荷载大小。
这种方法适用性广，但计算较为复杂，不太适合大规模的工程设计。
2. 数值模拟法：即利用计算机模拟风场的过程，来预测风振效应。
这种方法可以比较客观、直观地反映风场的情况，但需要进行大量的计算和实验研究，成本较高。
3. 物理模拟法：即通过模拟真实的风场环境，对建筑物进行实际的测试和验证，检测其在不同风速下的振动情况。
相比于数值模拟法，这种方法更加准确，但同时也需占用大量的实验场地和测试设备。
超高层建筑脉动风速时程的数值模拟研究_李春祥
M-1 l= 0
EB
jm
2 超高层建筑 20 点风速时程的数值模拟
数值模拟中的参数 : 一座坐落于城市中心的超高 层建筑 , 其高度为 200m, 模 拟的风速 点为 10 , 20 , 30 , 40 , 50 , 60 , 70 , 80 , 90 , 100 , 110, 120 , 130 , 140, 150 , 160 , 170 , 180 , 190, 200(单位 m ) 处, 10m 处的平均风速取为 25m / s , 地面粗糙度取为 k = 0 . 03 , 模拟的风速剖面为指 数风速剖面, 其地面粗糙度指数取为 A= 0. 22, 模拟风 速功率谱采用 Davenport谱 , 模拟相关函数只考虑高度 方向的相关性 , 即取 C x = C y = 0 , C z = 10 。模拟时间间 隔 0 . 785 s, 上 截止 频率 为 4 rad / s , N = 2 048 , $X = 4 = 0 . 001 95 ,M = 2 N = 4 096 , 模拟的时间间隔 $t = 2 048 2P = 0 . 785, 模拟的时程是 T 0 = 20 @M - 1= 81 919s 。 M $X 图 1和图 2给出了上述超高层建筑上 20 个点的模 拟风速时程及其相关的验证结果。其中图 1 给出了超 高层建筑上 20 个点的模拟风速 时程及自相关函数的 模拟值与目标值的比较 ; 而图 2 给出了互相关函数的 模拟值利目标值的比较。 图 1 给出的是 1 000 s的模拟风速时程, 在模拟风速 时程曲线中, 可以明显地看出各个点之间的风速不仅大小 不同, 而且具有相位差, 明显体现出空间相关性的影响。 在对自相关函数和互相关函数的比 较可以看出, 模拟的自相关函数和互相关函数与目标自相关函数和 互相关函数非常吻合。在对空间的相干性进行比较后 可以看出 , 相邻两个风速点的相干性较强 , 相距越远, 相干性较弱。因此 , 自相关函数 和互相关函数的模拟 值与相应目标值的一致性, 验证了 SRM-FFT 模拟超高 层建筑上任意点数脉动风速时程的可行性。
建筑结构风振响应的理论分析及程序实现的开题报告
建筑结构风振响应的理论分析及程序实现的开题报告
开题报告：
题目：建筑结构风振响应的理论分析及程序实现
论文背景：
由于建筑物在风力作用下会产生振动，这种振动可能会影响建筑物的结构安全性和居住舒适度。
因此，准确预测建筑物的风力响应至关重要。
目前，人们通过理论分析和实验方法来探究建筑结构的风振响应。
论文目的：
本研究的目的是通过理论分析，研究建筑物在风力作用下的振动响应，并设计程序模拟建筑物的风振响应过程。
论文内容：
本研究将综合使用模拟风场数据和领先的数值计算方法，通过理论研究建筑物在风力作用下的自由振动，探究建筑物的风振响应特性，比如自振周期、振幅、互振频率等，并利用主流的有限元分析软件ANSYS辅助设计程序模拟建筑物在风力作用下的运动过程，从而提高建筑物的安全性和居住舒适度。
论文结论：
本研究将为准确预测建筑物的风振响应提供有效的理论基础和实际模拟方法，对提高建筑物的安全性和居住舒适度具有重要意义。
论文进度计划：
第一周：对建筑物风振响应的背景及研究现状进行综述；
第二周：探究建筑物在风力活动下的自由振动特性；
第三周：设计程序模拟建筑物在风力作用下的运动过程；
第四周：收集实验数据并进行案例分析；
第五周：撰写论文并对程序进行调整。
复杂高层建筑时程分析措施研究
复杂高层建筑时程分析措施研究摘要：伴随着城市建设步伐的加快，高层建筑的数量开始增多，对于高层建筑的抗震性能进行分析成为了关键问题，本文针对这一问题采用时程分析法来进行分析。
首先介绍了时程分析发的基本特点，在此基础上分析了当前时程分析在复杂高层建筑中应用所存在的问题，然后针对以上问题提出了结局方案。
关键词：复杂高层建筑、时程分析、措施1、绪论我国高层建筑越来越多,实际震害表明,即使离震中较远的地区,高层反应也比较强烈,引起较大恐慌。
一般而言,地震反应随着楼层增高逐渐增大。
我国地震烈度表中提到:在高楼上人的感觉要比地面上室内人的感觉明显,但并不清楚具体放大程度和规律。
本文对六栋典型混凝土高层结构进行了计算分析,对比了不同场地条件和不同高度结构对地震的放大作用,得出了具体的放大程度及规律。
这样高层上的人可以通过所在层的反应,来判断实际的烈度,减小高层上的人对地震的恐慌。
剪力墙是高层结构普遍采用的抗侧力构件,然而剪力墙非线性数值模拟问题一直没有得到很好的解决,本文尝试用时程分析法来检验其动力性能。
2、时程分析的特点时程分析法又称直接动力法，在数学上又称步步积分法。
顾名思义，是由初始状态开始一步一步积分直到地震作用终了，求出结构在地震作用下从静止到振动以至到达最终状态的全过程。
它与底部剪力法和振型分解反应谱法的最大差别是能计算结构和结构构件在每个时刻的地震反应(内力和变形)。
当用此法进行计算时，系将地震波作为输入。
一般而言地震波的峰值应反映建筑物所在地区的烈度，而其频谱组成反映场地的卓越周期和动力特性。
当地震波的作用较为强烈以至结构某些部位强度达到屈服进入塑性时，时程分析法通过构件刚度的变化可求出弹塑性阶段的结构内力与变形。
这时结构薄弱层间位移可能达到最大值，从而造成结构的破坏，直至倒塌。
作为高层建筑和重要结构抗震设计的一种补充计算，采用时程分析法的主要目的在于检验规范反应谱法的计算结果、弥补反应谱法的不足和进行反应谱法无法做到的结构非弹性地震反应分析。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第３期陈学伟等：高层建筑结构风振时程分析软件的技术研究
可采用高斯约当法求解式（３）给出的线性方程组，可以得到回归系数矩阵沙。
对由式（５）确定的氐进行Ｃｈｏｌｅｓｋｙ分解，则可求出Ⅳ（ｆ）川。
由式（１）可得：
鼢各·［篡］＋［珊７，ｊＩ＝一∑虮．｜；ＨｉＪ（７）１，Ｍ（，＆）ｆ扣１１，肼【（＿『一七）△ｆ】ｌＩⅣＭ（皿）Ｉ
２程序实现
在进行高层结构的风振时程分析之前，本文根据上述ＡＲ法模拟风速时程的方法得到具有符合《建筑结构荷载规范》ＧＢ５０００９．２００１［５１（以下简称《荷载规范》）规定的基本风压与地面粗糙度的风速时程曲线。
图ｌ风时程生成软件界面
通过面向对象的程序语言ＢｏｒｌａｎｄＤｅｌｐｈｉ７．０编制具有前后处理及图形功能的风时程生成软件ＷＩＮＤＨＩＳＴＰＲＯＤＵＣＥＲｖ１．０。
软件界面如图ｌ所示。
该软件可实现通过导入ＳＡＰ２０００和ＥＴＡＢＳ生成的Ｅｘｃｅｌ表格，输入结构空间点分布。
本软件可修改ＡＲ模型的阶次，积分精度、频率区间、计算步长等计算模型的参数，可调节计算模型的速度与精度。
本软件的特色存ｒ风荷载特性的输入与我国《荷载规范》紧街结合。
程序可通过输入基本风压与地面粗糙度类别，按规范自动计算出梯度风高度、平均风指数和粗糙度系数并生成风速时程数据，也可以手动输入风特性参数。
本软件还可以实现多样本时程的自动生成，可实现批量保存，批虽导入ｓＡＰ２０００与ＥＴＡＢＳ的模型中，从而实现多样本的时程分析。
３参数选取
程序编制时水平风采用的风速功率谱为Ｄａｖｅｎｐｏｎ谱，假定湍流积分尺度Ｌ沿高度不变，取１２００ｍ，建立经验数学表达式如下式【６】：
ｓ如）＿４砩者斋舻警（９）
我国规范及在风工程应用中多数采用Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ脉动风速谱。
该风速谱可能会高估结构的动力响应，结果偏于保守，从结构抗风设计的角度来看，提高了结构的安全度。
在顺风向，对于高度和宽度方向均需考虑的高层建筑，一般考虑水平（工，），方向）和竖向（ｚ方向）的相关，对此，Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ提出了指数形式的经验公式：
，ｉ『＝Ｃ－ＤＩｌｚ（ｒ＇甩）＝８矾（薯，■，Ｍ，），，，ｚｆ，ｚ』，行）＝已１（１０）式中
ｃ：二！！』笠！苎二三』：堡竖二三』±竺鱼二！！芏
矿（ｚ）＋矿（ｚ’）
（１１）其中Ｇ，ｃｖ，Ｇ分别是工，），，ｚ三个方向空间衰减系数，Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ建议取值为Ｃ＃ｃｙ＝１６，Ｃ≥１０。
根据我国可靠指标规定的数值，《荷载规范》保证系数（峰因子）砧的取值在２．２（保证率在９８．６ｌ％）左右，并常以带有保证系数∥和脉动风压的脉动系数来表达。
根据Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ谱可以求出脉动系
数、紊流度和风速根方差之间的关系式：
，。
～
纷（ｚ）＝∥√２４｜｜：：段２（ｚ）＝２∥Ｊ（ｚ）（１２）
一百一一１
，（ｚ）＝√６足粤＝√６七从２（ｚ）·（１３）
参考《荷载规范》附录Ｇ的风荷载说明，脉动系数∥ｒ根据国内实测数据并参考国外规范选取口】。
因此，按我国规范公式推导出地面粗糙系数七为：
七＝０．００２１５２×３５３·６（４一ｏ·１６’（１４）式中，口为地面粗糙度系数，按《荷载规范》由Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ类地面可得口为０．１２，０．１６，Ｏ．２２，０．３０。
按式（１４）可得各种地面粗糙系数七。
４算例分析
以下算例均为典型的高层结构形式，用上述程序模拟出水平风压时程并进行风振时程分析。
风速时程模拟时的主要参数如下表１。
高层建筑结构风振时程分析软件的技术研究
作者：陈学伟， 韩小雷， 郑宜， 毛贵牛
作者单位：陈学伟,郑宜,毛贵牛(华南理工大学,高层建筑结构研究所)， 韩小雷(华南理工大学 a,高层建筑结构研究所;b,亚热带建筑科学国家重点实验室,广东,广州,510640)
1.毛贵牛.韩小雷.陈学伟高层建筑结构风振响应计算方法初步研究[会议论文]-2008
2.陈学伟.韩小雷.郑宜.毛贵牛.CHEN Xue-we.HAN Xiao-lei.ZHENG Yi.MAO Gui-niu高层建筑结构风振时程分析软件的技术研究[期刊论文]-华中科技大学学报（城市科学版）2008(3)
3.侯艾波.周锡元.葛楠矩形高层建筑结构横向风振反应的分析计算[会议论文]-2006
4.周晖.房营光.曾铖广州饱和软土固结过程微孔隙变化的试验分析[会议论文]-2010
5.魏德敏.李杰超大跨索网结构风振系数分析[会议论文]-2008
6.汪益敏.张尤其高压旋喷桩施工对管桩基础影响的试验研究[会议论文]-2011
7.高水琴.汪益敏道路扩建中应用袋装砂井加固软土地基工程实例[会议论文]-2010
8.杨春.蔡健.左志亮.陈庆军.吴建营不规则布置梁加强环式梁柱节点的试验研究[会议论文]-2008
9.魏德敏.徐兆娟钢管结构K型相贯节点的静动态极限承载力[会议论文]-2008
10.邓开鸿.汪益敏.陈页开旋喷桩施工对管桩基础影响的数值模拟[会议论文]-2011
本文链接：/Conference_6811943.aspx。