超高层建筑风致响应分析的时域方法比较研究
世博轴阳光谷结构风致响应分析及频域时域方法计算结果比较
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振
第３ ０卷第 ５期
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与
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世 博轴 阳光 谷结构 风 致 响应 分析 及 频域 时域 方 法 计算 结 果 比较
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。
超高层建筑的风振与地震响应分析
超高层建筑的风振与地震响应分析随着城市化进程的不断加速，超高层建筑的兴起成为现代城市的一道亮丽风景线。
然而，由于其高度和结构特点，超高层建筑在面临风振和地震的时候存在一定的风险。
因此，进行针对性的风振与地震响应分析显得十分必要。
一、风振分析1.风振现象超高层建筑受到风力作用时，会产生风振现象。
当风通过建筑物引起周围气流幅度的波动时，会导致建筑物产生共振，进而引起建筑物的摇晃现象。
2.风振原因风振是由于风对建筑物的作用力引起的。
一方面是由于风对建筑物的外表面产生的压力差，另一方面则是由于建筑物自身的气动力引起的。
3.风振测量为了对超高层建筑的风振进行分析，一种常用的方法是通过安装风力测量仪器进行实时监测。
风力测量仪器可以记录下风的方向、风速和风力周期等数据，有助于建筑师了解到风对建筑物的影响。
4.风振抑制为了减少超高层建筑的风振，可以采取一系列的措施，如增加建筑物的整体刚度、合理设计建筑物外形，或者采用风洞试验等方法。
二、地震响应分析1.地震现象地震是地壳发生剧烈震动的自然现象。
当地震发生时，超高层建筑会受到地震波的作用，并产生相应的响应。
2.地震原因地震是由地壳运动引起的，可以分为板块运动引起的地震和火山地震两种。
超高层建筑所在地的地壳活动程度，决定了其面临地震风险的大小。
3.地震分析方法为了对超高层建筑的地震响应进行分析，可以采用有限元方法。
该方法可以把建筑物分为很多小块，通过计算每个小块的振动特性，并将其耦合起来，从而得到整个建筑物的地震响应。
4.地震设计超高层建筑在设计的时候，需要考虑到地震的影响，因此需要进行地震设计。
地震设计包括选择合适的地震烈度、确定地震力的作用方向和大小、设计合理的抗震结构等等。
结语超高层建筑的风振与地震响应分析是对其结构稳定性和安全性进行评估的重要手段。
通过对风振和地震的分析，可以发现并解决存在的问题，确保超高层建筑在面对自然灾害时能够安全稳定。
因此，在超高层建筑的规划和设计过程中，应该重视风振与地震响应分析的重要性，并采取相应的措施保障建筑物的安全。
双塔高层建筑风荷载与风致响应研究的开题报告
双塔高层建筑风荷载与风致响应研究的开题报告一、选题背景及意义随着人们生活水平的提高，城市建设也愈加密集，高层建筑层出不穷。
在高楼林立的城市中，高层建筑常常会受到强风的袭击，容易出现倾斜、断裂、倒塌等安全隐患。
因此，研究高层建筑的风荷载及风致响应是非常必要的。
此次研究选取的是双塔高层建筑，该类型建筑特点是结构简单，高度较高，风荷载及风致响应会对其稳定性产生影响。
通过研究建筑物在不同风速下的荷载变化及响应，可以为该类建筑的设计及安全评估提供科学依据。
二、研究内容1. 国内外双塔高层建筑的研究现状及趋势通过查阅文献、资料等方式，了解目前国内外双塔高层建筑研究的现状及趋势，为后续的研究提供基础知识。
2. 双塔高层建筑的风荷载计算方法根据相关标准，对双塔高层建筑的风荷载进行计算，包括静风载、动风荷载等。
3. 风荷载对双塔高层建筑的影响通过数值模拟等手段，研究不同风速下风荷载的变化及其对双塔高层建筑的影响，探究其稳定性及安全隐患。
4. 双塔高层建筑的风致响应分析利用有限元软件等工具，对双塔高层建筑在风荷载作用下的响应进行分析，研究其振动特性及结构变形情况，为其结构设计提供参考。
三、研究方法1. 文献梳理法：通过查阅资料、文献等方式收集、整理与本课题相关的信息和资料。
2. 数值模拟法：利用CFD等数值模拟软件对双塔高层建筑在不同风速下的荷载进行计算和分析。
3. 有限元分析法：通过有限元软件对建筑物在风荷载作用下的响应进行分析，探究其振动特性及结构变形情况。
四、预期结果通过对双塔高层建筑的风荷载及风致响应研究，预期可以得到以下结果：1. 分析不同风速下双塔高层建筑的风荷载变化规律。
2. 分析风荷载对双塔高层建筑的影响及其稳定性。
3. 研究双塔高层建筑在风荷载作用下的振动特性及结构变形情况。
4. 提出优化设计建议，为该类建筑的安全性和稳定性提供科学的参考和依据。
五、研究进度安排第1-2周：查阅文献，了解双塔高层建筑的研究现状及趋势。
高层装配式建筑施工中的风振响应分析方法
高层装配式建筑施工中的风振响应分析方法随着城市化进程不断加速，高层建筑在城市中得到越来越广泛的应用。
然而，由于其在施工过程中的特殊性质，风振问题成为需要解决的重要难题。
本文将介绍高层装配式建筑施工中风振响应分析的方法，并且讨论其应对风振问题的可行性。
一、高层装配式建筑风振响应分析方法在进行高层装配式建筑施工中的风振响应分析时，主要采用以下几种方法：1. 地面试验法地面试验法通常通过模拟真实场景下的气候条件和风力，利用大型模型进行试验观测。
这种方法可以帮助研究人员更好地理解和预测建筑物在不同条件下的风振响应情况。
通过不同参数调整和变化等手段，进一步优化设计方案以降低风振问题。
2. 数值模拟法数值模拟法是一种常用且有效的方法。
通过利用计算机软件对高层装配式建筑施工中的风振响应进行数值模拟，可以准确地预测建筑物在不同风速下的振动状况。
这种方法可以根据具体情况对建筑结构参数、材料特性和环境条件等进行细致分析，为设计和施工提供科学依据。
3. 桥梁测试法桥梁测试法是一种借鉴桥梁工程领域常用的方法。
通过在高层装配式建筑上安装传感器，实时监测和记录风力引起的振动数据。
这样可以获得真实而准确的风振响应结果，并及时采取相应措施来降低振动影响。
二、高层装配式建筑施工中的风振问题及其影响高层装配式建筑因其自身结构与施工方式的特殊性，容易受到外部风力作用而产生较大幅度的振动。
风振问题主要表现为以下几个方面：1. 结构安全隐患风力引起的振动可能会导致高层装配式建筑结构疲劳甚至损坏。
这种情况对于已经施工完毕的建筑物来说，可能会带来严重的安全隐患。
2. 使用舒适性下降高层装配式建筑中的风振问题也会对居住者的使用舒适性产生影响。
长期以来，人们一直在追求高楼大厦的景观和环境优势，但是由于风振问题带来的不稳定性，使得建筑物内部产生明显晃动感，降低了使用者的舒适程度。
3. 破坏周边环境风振引起的噪音和震动还有可能对周围环境造成一定影响。
高层建筑的风振响应分析
高层建筑的风振响应分析随着城市化进程的加速，高层建筑的数量不断增长，人们的居住和工作条件得到了大幅提升。
然而，高层建筑面对的风险问题也日益凸显。
其中，风振问题是高层建筑中最为普遍和重要的问题之一。
风振产生的噪音、震动和摆动会影响到建筑物结构安全和使用舒适性。
因此，需要对高层建筑的风振响应进行分析和预测，以保证建筑物的安全性、稳定性和舒适性。
一、风场特征高层建筑风振响应的特征与气象、地形和建筑物本身特征有关。
首先，气象因素会对风场的形式和能量分布产生影响。
气象因素可以分为静态和动态两类。
静态气象因素包括气温、湿度、气压等，这些因素对风场的形式和大小影响有限。
动态气象因素主要包括风速、风向、风向频率分布等。
由于风速和风向动态变化，导致风场的空间分布和大小变化，对高层建筑风振响应产生影响。
其次，地形的高度、坡度等地形特点对风场的形态和空间分布产生影响。
由于地形的起伏和坡度，使得风场的大小、速度和方向有所变化。
在城市建设中，建筑物的密集和高度差异也会对风场的形态产生影响。
建筑物之间的流场介于平稳和紊流之间，具有局部涡旋形成的特点，使得风场的大小和方向变化更为复杂。
最后，建筑物本身的特性会对风场产生反射、折射、扭曲和干涉等影响，从而使得风场的大小和方向发生改变。
随着建筑物高度的增加，建筑物本身的增大、缩小、侵入和曲线等特性越发明显，对风场的影响越来越重要。
二、风振响应特征所谓的风振响应是指建筑物在风作用下所发生的振动现象。
一般来说，建筑物在风作用下的振幅会随建筑物高度增加而增加，振动频率也会随建筑物高度增加而升高。
此外，建筑物的诸如刚度、质量等特性与风场的结构、强度等因素也会对建筑物的振动响应特性产生影响。
振幅和频率是评价建筑物风振响应影响的重要指标。
建筑物在风作用下的振幅主要指建筑物振动的物理数量，是建筑物振动的量值；频率是指建筑物振动发生的速率，衡量振动的快慢。
因此，振幅和频率大小的评估可以直接影响到建筑物的结构安全和使用舒适性。
建筑结构风致响应的时频域计算方法比较
建筑结构风致响应的时频域计算方法比较
沈国辉;王宁博;任涛;施祖元;楼文娟
【期刊名称】《浙江大学学报（工学版）》
【年(卷),期】2013(047)009
【摘要】针对结构风致响应的时域法结果和频域法结果是否一致的问题,以高层建筑和冷却塔为例比较两种方法在相同的风荷载条件时的响应结果,分析时域法和频域法产生结果差异的原因并给出减少差异的措施,为两种方法在求解结构风致响应的合理应用提供参考.研究表明:频域分析中根据各阶模态的应变能确定该阶模态的贡献程度;计算模型是影响时频域结果吻和程度的一个重要因素,如果两种方法采用相同的计算模型,那么两种方法得到的计算结果会非常接近;计算中结构阻尼的处理方式也是导致时频域计算结果差异的一个原因.
【总页数】7页(P1573-1578,1630)
【作者】沈国辉;王宁博;任涛;施祖元;楼文娟
【作者单位】浙江大学结构工程研究所,浙江杭州310058;中国建筑西北设计研究院,陕西西安710003;浙江省建筑设计研究院,浙江杭州310006;浙江省建筑设计研究院,浙江杭州310006;浙江大学结构工程研究所,浙江杭州310058
【正文语种】中文
【中图分类】TU312.1
【相关文献】
1.土木建筑结构：膜结构风荷载和风致响应研究进展 [J], 顾明;陆海峰
2.复杂外形超高层建筑结构三维风致响应分析 [J], 章李刚;楼文娟
3.兆瓦级风机停机状态塔筒风致响应均值半经验计算方法 [J], 黄国庆;袁酊;刘敏;许楠
4.Y形截面超高层建筑结构风致响应研究 [J], 洪海波;余先锋
5.某高层建筑结构风致扭转响应特性研究 [J], 吴红华;谢尚钊;李正农;胡佳星;沈义俊
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高层建筑风致模态响应行业研究热点
高层建筑风致模态响应行业研究热点一、高层建筑风致模态响应概述高层建筑在现代城市中扮演着重要角色，它们不仅提升了城市的天际线，而且为人们提供了居住和工作的场所。
然而，高层建筑在设计和建造过程中需要考虑多种因素，其中之一便是风致模态响应。
风致模态响应是指高层建筑在风荷载作用下产生的振动现象，这种振动可能对建筑结构的安全性和使用功能产生影响。
1.1 高层建筑风致模态响应的重要性高层建筑的风致模态响应对于确保建筑安全至关重要。
风荷载是高层建筑设计中必须考虑的主要荷载之一，它不仅影响建筑的外观，而且对建筑的结构安全和耐久性有着直接的影响。
合理的设计可以减少风致振动，提高建筑的稳定性和舒适性。
1.2 高层建筑风致模态响应的研究背景随着城市化进程的加快，高层建筑的数量和高度不断增加，风致模态响应问题也日益突出。
此外，随着人们对建筑环境和居住质量要求的提高，对高层建筑风致模态响应的研究也变得更加重要。
研究高层建筑风致模态响应，可以帮助建筑师和工程师更好地理解风荷载对建筑的影响，从而设计出更加安全、经济和美观的高层建筑。
二、高层建筑风致模态响应的研究进展2.1 风致模态响应的理论基础高层建筑风致模态响应的研究需要建立在坚实的理论基础之上。
这包括对风荷载特性的理解、结构动力学原理以及模态分析技术。
风荷载通常被认为是随机的、非线性的和多维的，因此，对风荷载的准确模拟是研究风致模态响应的前提。
2.2 风致模态响应的计算方法高层建筑风致模态响应的计算方法多种多样，包括但不限于静力法、动力法、统计方法和数值模拟等。
静力法是一种简化的方法，它假设风荷载是静态的，而动力法则考虑了风荷载的动态特性。
统计方法和数值模拟则提供了更为精确的计算手段，可以模拟风荷载的随机性和复杂性。
2.3 风致模态响应的实验研究实验研究是验证理论模型和计算方法的重要手段。
通过风洞实验，可以模拟不同风速和风向条件下高层建筑的风致模态响应，从而验证和改进理论模型。
超高层建筑在脉动风致响应下数值模拟研究
顺风 向的风可 分 为平均 风 和脉动 风 ， 种风 的作 用特 两 性截 然不 同 ： 均 风 可作 为 静 力 看 待 ， 平 因而 在平 均 风 作用 下结 构效应 可 利用静 力 分析得 到 ； 脉动 风作 用是
动力性 质 的 ， 要 按 随 机 振 动 理 论 进 行 结 构 动 力 分 需
中 图分 类 号 ｉ ＴＵ２ １８ ＴＵ３ ８ ２ ４． ； ９ ． 文 献标 识 码 ｌ Ａ 文章 编 号 ｌ６ ３５ ８ （０ １ ０—５ ７０ １７ —７ １ ２ １ ） ５０ ７ —３
０ 引
言
包括 顺 风 向 、 横风 向和垂 直 向 的湍 流 。由于垂直 向的
湍 流数值 很小 ， 结构 影 响可 以忽 略不 计 ， 对 且横 风 向
《 工程与建设 》 ２ ｌ 年第 ２ 卷第 ５ Ｏ１ ５ 期 ５ ７ ７
（ ） 风 向脉 动 风 速谱 。 目前 国际 上 有 很 多 种 ３顺
方 差是 随高 度 的增加 而增 加 的 ， 动系数 减 小 只表 明 脉 脉 动风 压在 整个 风压 中的 比例是 沿 高度 减小 的 。
风速谱 ， 基本 分 为 沿 高 度 不 变 和沿 高 度 变 化 的 脉 动 风 速谱 。沿 高度 不 变 的脉 动 风 速谱 有 Ｄａｅ ｐｒ风 ｖｎ ｏｔ 速 谱 、 ｒｉ风速 谱 等 ； 高 度 变 化 的脉 动 风 速谱 有 Ｈａｒ ｓ 沿 Ｋ ｍａ 速谱 、ｉ ｕ风 速 谱 和 Ｈｉｏ风 速 谱 等 。其 ａ ｎ风 Ｓｍｉ ｎ
（）湍流 强 度 。可 定 义 为 脉 动 风 速 的根 方差 与 ２ 平 均 风速 之 比 ， ｚ高度 处 的湍流强 度 为 则
Ｉ） （ 一 （ ） ｖ ｚ ／ （） （） １
高耸结构物中的风振响应分析方法
高耸结构物中的风振响应分析方法近年来，随着城市化的不断发展和人们对高耸结构物的需求增加，高耸结构物的数量也显著增加。
然而，由于高耸结构物所处的空气动力环境非常复杂，其面临的风振问题也日益凸显。
因此，对高耸结构物的风振响应进行准确的分析和预测变得非常重要。
在高耸结构物的风振问题研究中，一种常用的方法是基于CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体力学）模拟的风场数据进行数值分析。
通过建立几何模型和边界条件，并利用数值方法求解相关方程，可以模拟风场中的气流运动，进而得到高耸结构物所受到的风荷载。
然而，CFD模拟方法也存在一些不足之处。
首先，CFD模拟需要耗费大量的计算资源，模拟一个高耸结构物的风场可能需要几天甚至几周的时间。
其次，CFD 模拟的结果对参数设置和网格划分非常敏感，不同的参数设置和网格划分可能导致不同的模拟结果。
最后，CFD模拟只能得到某一时刻的风荷载情况，并无法全面考虑不同时间尺度上的风荷载变化。
为了克服CFD模拟方法的不足，研究人员提出了一种基于风洞试验的风振响应分析方法。
风洞试验是通过在实验室内建立一个可以模拟真实风场的风洞来对高耸结构物的风振响应进行测试。
通过在风洞中放置缩比模型，可以使得实际结构物所受到的风荷载与模型所受到的风荷载相似，从而准确测量结构物的风振响应。
风洞试验能够较为准确地模拟高耸结构物在不同气流条件下的风振响应，但其也存在一些限制。
首先，风洞试验需要昂贵的建设和维护成本，对于大型高耸结构物来说可能无法进行风洞试验。
其次，风洞试验的结果往往只能得到特定风速下的风振响应，无法得到整个风速范围内的风振情况。
最后，风洞试验的时间和空间尺度受到限制，无法模拟长时间和大尺度的风荷载作用。
除了CFD模拟和风洞试验之外，还有一种基于结构物响应监测的风振分析方法。
这种方法通过在结构物上设置振动传感器，实时测量结构物的振动响应数据，并通过信号处理和频域分析等手段进行数据处理，得到高耸结构物的风振特性。
超高层建筑的风振响应及等效静风荷载研究
用在结构层上 ,因此需要把风洞试验得到的 12 个测
点层的数据插值到 42 个结构层上 。得到每层的风
荷载时程 Fjx 、Fjy 后 ,通过傅里叶变换求得每层风荷 载的自功率荷载谱密度和互功率谱密度 , 以此作为
高层结构风振响应随机振动求解的荷载输入项 。
3 计算结果与分析
3. 1 位移响应 由于周围建筑物的干扰作用明显 ,较难区分来
190. 24 10
)
0.
44
CPi
(
t)
(2)
高层建筑的计算采用简化层模型 , 作用于该建
筑上的风荷载以集中力的形式作用于各结构层上 ,
并且与结构层的自由度相对应 , 将沿建筑周向分布
的风荷载合成为水平方向的合力 Fx 、Fy 。结构第 j 测点层的水平力 F jx 、Fjy 分别为
n
∑ Fjx =
中国规范对于造型独特且有相邻建筑干扰的高 层建筑风荷载缺乏体型系数和干扰因子的规定 ,因 此为了得到合理的风致效应 ,确定等效静风荷载用 于主体结构抗风设计 ,同时也为了考察动力风荷载 作用下的人体舒适度 ,有必要对此类超高层建筑进 行风压测定的风洞试验和结构风致动力效应分析 。
1 风洞试验
广州珠江新城 B127 地块项目的建筑物总高度 为 190. 24 m ,标准层平面为椭圆形 ,如图 1 所示 ,该 建筑物结构对风荷载的作用较为敏感 ,同时该建筑 物还受到周围多栋建筑的气动干扰 。其风洞试验模 型用工程塑料制成 ,比例为 1 ∶300 ,根据该建筑外 形特征 ,在四周立面布置有代表性的测压点测试风 压分布 ,典型测点布置和测试风向角如图 2 所示 ,整 栋建筑共布置测点 345 个 。试验在广东省建筑科学 研究院 C GB21 建筑风洞的大试验段进行 ,试验考虑 了周边半径 500 m 范围的建筑 ,同时考虑了 24 个不 同风向角的影响 ,风洞试验模型如图 3 所示 。试验 风向角在 0°～360°之间 ,每间隔 15°共 24 个风向角 下进 行 。计 算 试 验 风 压 时 以 建 筑 物 顶 部 高 度 190. 24 m为参考高度 。本文中定义的 x 方向与椭 圆形的短轴方向一致 , y 方向和椭圆形的长轴方向 一致 。
超高层模块化建筑施工中的风振响应与控制分析
超高层模块化建筑施工中的风振响应与控制分析随着城市化进程的加快和人口增长，越来越多的超高层建筑被兴建起来。
超高层建筑由于其高度和结构特点，容易受到外界风力的影响。
特别是在施工阶段，模块化建筑在吊装和组装过程中更容易受到风振效应的影响。
因此，在超高层模块化建筑施工中，对于风振响应的分析与控制具有重要意义。
一、风振现象对超高层模块化建筑施工的影响1. 施工期间的安全在超高层模块化建筑的吊装和组装过程中，如果遇到大风天气，在没有采取适当措施之前施工是非常危险的。
大风不仅会影响工人的操作安全，还可能导致吊装设备失稳或者堆放材料被吹散。
2. 结构稳定性超高层数住宅楼房通常采用了较轻量且柔韧性良好的材料进行构造，这样容易在风力的作用下发生振动。
长时间频繁的风振可能导致楼体结构疲劳，甚至引发崩塌事故。
二、风振响应分析方法1. 数值模拟方法数值模拟方法是目前较为常用的风振响应分析手段之一。
通过建立超高层模块化建筑的有限元或计算流体动力学模型，可以对其在特定风速下的结构响应进行仿真计算。
该方法能够反映建筑结构和环境因素之间的相互影响，从而更好地了解超高层建筑在不同条件下的振动性能。
2. 实测方法实测方法是通过安装传感器和数据采集设备来直接观测超高层模块化建筑在不同条件下的实际振动情况。
通过采集得到的数据，可以对超高层建筑吊装施工中存在的风振问题进行有效评估和分析，并为制定合理控制方案提供依据。
三、风振控制技术1. 动态调整结构刚度通过调整结构刚度，改变超高层模块化建筑受力和振动特性，可以有效减小风振响应。
例如，在施工过程中采用可调节刚度的支撑结构或采用柔性连接方式，可以使建筑更具柔韧性，从而减小振动。
2. 使用风阻板或吸振器在超高层模块化建筑上安装风阻板或吸振器，可以调整细触体的共振频率，从而减小风力对建筑物的作用。
这些辅助设备能够通过吸收或分散风力产生的能量来控制振动。
3. 优化结构设计在超高层模块化建筑设计阶段，采用合理的结构形式和材料选择，能够改善其抗风性能，并降低风力对建筑物的影响。
山地超高层建筑风致响应研究
ｌ ｔｔｒ ｉ ｙ ｂ ｓ ｆ ｄ ｒ ｃ ｎ ｉｉｎ ｏ ｉ ｙ ｔｒ ｉ ｆａ ｅ ａｎ ｍａ ｅ ｕｎ ａｅ ｕｎ ｅ ｏ ｄ ｔｏ ｆｈ ｌ ｅ ａｎ． Ｐｒ ｖｏ ｓ ｓｕｄｅ ｒ ｉ ｌ ｏ ｕ ｅ ｎ ｍｅ ｎ ｗｉ ｐ ｅ — ｐ ｌ ｅ ｉ ｕ ｔ ｉｓ ｗｅ ｅ ｍａ ｎ ｙ ｆ ｃ ｓ ｄ ｏ ａ ｎｄ ｓ ｅ ｄ ｕ
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Ｌ ｈ ｎ —ａ ｇ ，聊 Ｉ ｅｇ ｌ ｎ Ｚ ｉ
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地 风场 的研 究 多 限 于 平 均 风 的 变 化 ， 而对 于脉 动 风 的 湍 流 特 征 和 频 域 特 性 较 少 提 及 ， 缺 少 山地 与 平 地 风 场 中 超 高 层 建 且
筑 风致 响应计算 的对 比。本文建立 了钟形 、 高斯形 、 弦型几种轴对称三维 山体模 型， 余 通过数值计算得到了不同山体坡度 下 山顶平均风加速 比。计算结果显 示 ， 山顶平均风有较大 的增 大效应 ， 最大加速 比可达 １７ 且反 函数 拟合结果 与模 拟结 ．， 果更加 吻合 。通过与风洞试验结果 的对 比可见 ， 平均风 的数值 模拟有较 高准确性 ， 湍流与试 验相 比还有 一定差别 。通 过 某超高层建筑的风振响应分析表 明 ， 山地风的增大效应对超高层建 筑整体 响应计算不 可忽略 ， 位移
超高层建筑设计的风力影响评估
超高层建筑设计的风力影响评估超高层建筑的发展已成为现代城市建设的重要标志，然而，由于高度的增加，风力对建筑物的影响也越来越大。
因此，在超高层建筑的设计过程中，风力影响评估显得尤为重要。
本文将就超高层建筑设计中的风力影响评估进行探讨，并介绍一些评估方法及其应用。
风力影响评估的重要性超高层建筑受风力影响较大的原因有：首先，高层建筑在城市中占据显著地位，通常会突出于周围环境并暴露在空气流动的上方，增加了受风的面积。
其次，由于高楼结构相对较轻且较柔软，风力对其影响更为明显。
因此，对超高层建筑进行风力影响评估具有重要意义，可以优化建筑结构及提高抗风能力。
风力影响评估方法风洞试验风洞试验是目前应用较广泛的一种评估超高层建筑风力影响的方法。
通过在模型比例下进行试验，可以准确地测量和分析风对建筑物造成的压力、扭转以及振动等影响。
在试验中，我们可以使用各种仪器测量模型与环境之间产生的压力差异，并进一步分析模型的变形情况。
这一方法可以提供可靠且准确的数据，帮助工程师设计出更牢固和抗风能力更强的超高层建筑。
数值模拟数值模拟是在计算机上进行模拟和预测的方法。
通过数学模型和计算流体力学（CFD）等技术手段，可以模拟不同天气条件下的空气流动情况，并预测这些流动对超高层建筑造成的压力、扭转以及振动等效应。
尽管数值模拟方法在实际中存在一定误差，但随着计算机计算能力的提升和模型理论的进步，它已经成为风力影响评估中不可或缺的手段之一。
群体智能算法群体智能算法是一种基于自然界中生物集群行为特点而设计的优化算法。
应用群体智能算法可以对超高层建筑进行参数优化和抗风设计。
例如，粒子群优化算法可以通过模拟鸟群觅食行为找到最优解，进而得到最佳设计方案。
风力影响评估案例研究塔尔美大厦塔尔美大厦位于迪拜，在建设过程中经历了多次飓风袭击。
为了保证该大厦结构稳定性和安全性，在设计初期就进行了全面而详细的风力影响评估。
通过结合实验室风洞试验和数值模拟方法，工程师们得出了洪峰时刻内外表面所受风载荷分布情况，并确保了该大厦在极端天气条件下也能保持稳定。
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。
风工程中高楼大厦气流影响效应实验分析
风工程中高楼大厦气流影响效应实验分析高楼大厦是现代城市的标志性建筑，随着城市的发展，高楼大厦的数量和高度不断增加。
然而，高楼大厦所带来的气流影响效应却是一个值得关注的问题。
风工程中的气流影响效应实验分析是研究高楼大厦对周围气流的影响以及对人们生活和工作环境的影响的重要方法。
在高楼大厦周围，由于建筑物的形状和高度限制了气流的自由流动，形成了所谓的“风景观”。
气流经过高楼大厦时，会发生湍流和局部增强，从而对建筑物及其周围环境产生一定的影响。
气流影响效应主要体现在以下几个方面：首先是对高楼大厦结构的影响。
高楼大厦作为一个复杂的结构体系，其在面对外部风力时的受力情况需要进行全面的分析。
气流影响效应实验可以通过采集风速和压力等数据，对高楼大厦结构进行力学分析，从而确定建筑物的稳定性和安全性。
其次是对建筑物周围环境的影响。
高楼大厦所产生的气流影响不仅仅局限于建筑物本身，还会对其周围环境产生一定的影响。
例如，高楼大厦所产生的气流可能会导致道路上的风速增大，影响行人的行走安全性；同时，气流的局部增强也可能对附近建筑物和绿化造成破坏。
因此，通过气流影响效应实验，可以对高楼大厦周围环境的风险进行评估，并采取相应的措施来减轻影响。
此外，气流影响效应还与建筑物的能耗和舒适度有关。
在高楼大厦中，气流的流动会影响室内外温度的分布，从而对能耗和室内舒适度产生影响。
通过气流影响效应实验，可以研究不同形状和高度的建筑物对风的阻挡效果，进而优化建筑设计，降低能耗，并提高人的舒适感。
针对高楼大厦中气流影响效应的研究，可以通过多种不同的实验方法进行分析和探究。
首先，可以利用风洞实验来模拟不同风速下高楼大厦的受力情况。
风洞实验可以通过模拟不同风速和风向的条件，测量建筑物表面的压力分布和风速分布等参数，进而对建筑物的结构进行评估。
这种实验方法可以提供较为准确的数据和可视化的结果，并且可以在不同条件下进行多次重复实验，提高结果的可靠性。
其次，可以利用计算流体力学（CFD）模拟来研究气流影响效应。
高层建筑结构动力响应分析方法研究
高层建筑结构动力响应分析方法研究概述随着城市化进程的不断推进，高层建筑的数量不断增加。
然而，高层建筑在面临自然灾害、风力、地震等外部力的作用下，往往会出现结构动力响应问题。
为了保障高层建筑的安全可靠运行，研究高层建筑结构动力响应分析方法势在必行。
本文将探讨高层建筑结构动力响应分析方法的研究现状和新的发展方向。
高层建筑结构动力响应分析的重要性高层建筑结构动力响应分析涉及到结构的振动特性、位移响应、变形等重要参数的研究。
通过分析结构的动力响应特性，可以更好地了解结构在外部载荷作用下的行为，提高结构的抗震能力和安全性。
此外，动力响应分析可以为高层建筑的设计、施工和维护提供重要的理论依据，对结构健康监测和维修也具有重要意义。
高层建筑结构动力响应分析方法研究现状高层建筑结构动力响应分析方法的研究可以分为实验方法和数值模拟方法两个方面。
实验方法是通过搭建模型或使用真实结构进行试验，对结构的动力响应进行测量和分析。
常用的实验方法包括模态分析、振动台试验、风洞试验等。
这些实验方法可以直接观测到结构的动态响应，得到真实有效的数据。
然而，实验方法受到经费、场地、设备等限制，且由于试验过程中难以全面考虑所有情况，结果具有一定的局限性。
数值模拟方法是通过计算机模拟结构的动力响应，基于结构的几何、材料和边界条件等参数进行演算。
常见的数值模拟方法有有限元方法、动力响应谱分析、时程分析等。
这些方法能够更加精确地掌握结构的细节，并且能够模拟不同的工况，以探索结构的极端响应情况。
然而，数值模拟所需的参数输入和模型建立需要较高的准确性和可靠性，对研究者的经验和专业知识要求较高。
新的发展方向虽然现有的高层建筑结构动力响应分析方法已经在一定程度上满足了需要，但是仍然存在一些问题和挑战。
新的发展方向可以从以下几个方面进行探究：1. 多物理场耦合：考虑结构的多物理场特性，如结构-土壤耦合、结构-风场耦合、结构-人体耦合等，综合考虑多个因素对结构响应的影响。
超高层建筑风荷载及风致响应的同步反演方法研究
超高层建筑风荷载及风致响应的同步反演方法研究
郅伦海;胡峰;余攀
【期刊名称】《应用力学学报》
【年(卷),期】2020(37)6
【摘要】基于离散型卡尔曼滤波及泰勒级数展开提出了一种超高层建筑风荷载的反演算法。
该方法利用有限测量的结构响应能够实现结构未知风荷载及风致响应的同步实时反演。
通过典型超高层建筑的风洞试验和现场实测结果验证了该方法的准确性。
首先利用风洞试验得到的位移、速度、加速度响应反向识别了该超高结构的风荷载,系统地评估了结构模态参数误差、振动模态数、噪声水平等因素对风荷载反演的影响,发现新的反演算法对结构模态参数误差和测量噪声不敏感,考虑结构前四阶振动模态则可获得准确的荷载识别结果。
并且基于台风期间实测位移响应识别了该超高结构的风荷载,实测位移反演的风荷载与风洞试验结果基本一致。
研究结果表明,本文提出的反演方法是一种识别超高结构风荷载的有效工具。
【总页数】9页(P2309-2316)
【作者】郅伦海;胡峰;余攀
【作者单位】合肥工业大学土木与水利工程学院;重庆大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU973.2
【相关文献】
1.基于风致响应的高层建筑等效静力风荷载优化设计研究
2.膜结构风荷载和风致响应研究进展
3.基于风致响应的高层建筑等效静力风荷载优化设计研究
4.大跨开合屋盖风荷载与风致响应试验与数值计算研究
5.高层建筑横风向风致响应及等效静力风荷载的分析方法
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《2024年高耸板式塔的风振响应分析》范文
《高耸板式塔的风振响应分析》篇一一、引言随着现代建筑技术的不断进步，高耸板式塔作为一种重要的建筑结构形式，在各种工程领域中得到了广泛的应用。
然而，由于高耸板式塔通常具有较高的柔性和较低的阻尼比，使其在风荷载作用下容易产生风振响应，对结构的安全性和稳定性造成一定的影响。
因此，对高耸板式塔的风振响应进行分析和研究具有重要的工程意义。
本文将通过对高耸板式塔的风振响应进行详细的分析和讨论，为实际工程设计和施工提供参考。
二、风振响应的基本理论风振响应是指建筑结构在风荷载作用下产生的振动响应。
其产生的原因主要是风荷载的随机性和结构自身的动力特性。
对于高耸板式塔而言，风振响应的主要形式包括顺风向和横风向振动。
其中，顺风向振动主要由平均风荷载引起，而横风向振动则主要由脉动风荷载引起。
在分析风振响应时，通常采用的方法包括频域分析和时域分析。
频域分析主要通过对结构动力特性和风荷载的频谱特性进行分析，得到结构的振动响应；时域分析则主要通过对风荷载的时程模拟和结构的动力时程分析，得到结构的振动响应。
在实际工程中，通常采用时域分析方法对高耸板式塔的风振响应进行分析。
三、高耸板式塔的风振响应分析针对高耸板式塔的风振响应分析，本文采用时域分析方法，通过建立结构有限元模型和风荷载模型，对结构在风荷载作用下的振动响应进行模拟和分析。
具体步骤如下：1. 建立结构有限元模型。
根据高耸板式塔的实际结构和尺寸，建立精确的结构有限元模型。
在建模过程中，需要考虑结构的几何非线性和材料非线性等因素的影响。
2. 建立风荷载模型。
根据实际气象数据和风场特性，建立合适的风荷载模型。
通常采用脉动风荷载模型来模拟实际风场中的随机性。
3. 进行时域分析。
通过将风荷载模型加载到结构有限元模型上，并进行动力时程分析，得到结构在风荷载作用下的振动响应。
在分析过程中，需要考虑结构的阻尼比、质量、刚度等动力特性对振动响应的影响。
4. 分析结果。
根据时域分析结果，可以得到高耸板式塔在风荷载作用下的顺风向和横风向振动响应。
高层建筑结构风致特性分析及控制策略研究
高层建筑结构风致特性分析及控制策略研究随着城市化进程的加快，高层建筑在城市中的地位日益重要。
高层建筑的结构风致特性对于建筑的安全性和舒适性具有重要影响。
因此，对高层建筑结构风致特性的分析和控制策略的研究具有重要意义。
一、高层建筑结构风致特性分析高层建筑的结构风致特性主要包括风荷载、风振和风噪。
风荷载是指风力对建筑物表面的作用力，是高层建筑结构设计的重要参数。
风振是指风力作用下建筑物结构的振动现象，会对建筑物的舒适性和安全性造成影响。
风噪是指风力通过建筑物产生的噪音，会对周围环境和人们的生活造成干扰。
为了分析高层建筑的结构风致特性，可以利用数值模拟方法进行研究。
通过建立风场模型和高层建筑结构模型，可以模拟风荷载的分布和大小，以及风振和风噪的影响。
同时，还可以利用风洞试验等实验方法对模拟结果进行验证，提高研究的准确性。
二、高层建筑结构风致特性的控制策略为了控制高层建筑的结构风致特性，可以采取以下策略：1. 结构设计优化：通过优化高层建筑的结构设计，可以降低风荷载对建筑物的作用力。
例如，在设计过程中采用适当的形状和剖面，减小建筑物的风阻力，降低风荷载。
2. 风振控制技术：采用风振控制技术可以有效减小高层建筑结构的振动幅度。
常用的风振控制技术包括质量调谐振动器、阻尼器和减振器等。
这些技术可以通过改变结构的质量、刚度和阻尼等参数，减小结构的共振现象，降低振动幅度。
3. 声学控制技术：为了降低高层建筑结构产生的风噪，可以采用声学控制技术。
例如，在建筑物外表面增加吸音材料，减少风力通过建筑物产生的噪音。
同时，也可以采用隔音窗户等措施，减少风噪对室内环境的影响。
4. 环境规划与设计：在高层建筑的规划和设计过程中，应考虑周围环境的影响。
例如，合理布局建筑物的位置和高度，避免风道效应的产生。
同时，也可以通过绿化带和屏障等措施，减小风力对建筑物的作用力和噪音的传播。
结语高层建筑的结构风致特性对于建筑的安全性和舒适性具有重要影响。
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超高层建筑风致响应分析的时域方法比较研究Newmark-β方法以其其高效性和普适性广泛应用于各类结构动力学问题的
求解。
自其提出之后，就吸引了许多研究者，许多文献关注该方法的应用及其精度和稳定性。
Wilson-θ法采用了线性加速度假设，当θ足够大时Wilson-θ法是无条件稳定的。
本文采用MATLAB语言作为计算机程序设计语言，分别用newmark方法和Wilson-θ方法等两种计算方法来计算结构动力响应，并从位移、速度、加速度和轨迹线方面对两种方法进行对比研究。
标签：Newmark-β方法；Wilson-θ法；结构动力响应；风致振动
1.概述
随着科学技术的发展，高层建筑不断涌现，其高度也越来越高，导致建筑物对风的敏感性也越来越明显，风荷载成为了高层建筑的控制荷载。
目前，普遍采用的风振响应分析方法主要是时域法和频域法。
时域法是直接运用风洞试验的风压时程或计算机模拟的风压时程，作用于屋面结构进行风振响应时程分析，然后通过动力计算得到结构的动力响应；频域法是用随机振动理论建立风荷载谱的特性与结构响应之间的直接关系。
时域法分析具有以下优点：时域法可以较精确地进行结构的非线性分析；时域法可直接处理和计算对象的系统结构和特性；时域法不必做结构的数学模型简化等大量工作，可以直接求出位移、速度以及加速度的响应值；；在缺乏实测或试验资料的情况下，各种简化计算方法可以和精确的时域方法进行比较验证。
尽管时域分析方法原理比较复杂，计算量非常大，但随着计算机技术的不断发展，这个问题正在逐步得到解决。
本文将采用时域法对某超高层建筑进行风致响应分析。
首先，通过风洞试验确定作用在结构上的风荷载，然后，通过时域动力响应计算得出结构的位移、速度和加速度响应；最后将Newmark-β方法计算的结果与Wilson-θ方法计算的结果进行分析比较。
2.风洞试验
2.1设备和流场
该项目风洞试验是在汕头大学风洞试验室的STDX-1风洞进行的，STDX-1是一座具有串置双试验段的全钢结构的闭口回流低速工业风洞，其中主试验段为20 m×3 m×2 m，采用刚性模型多点同步测压.该建筑模型用玻璃钢制作，几何缩尺比为1：500，试验模型如图1所示。
风速连续可调，且流场性能良好。
风洞试验时，气流是以稳定的风速吹响该建筑模型，并且在不同风向角试验工况下，其风向在测试过程中也是稳定的。
根据该建筑所在位置以及周边环境，确定采用C类地貌进行试验。
3. Newmark-β法和Wilson-θ法的计算原理
3.1 Newmark-β 方法的计算原理[3]
3.2 Wilson-θ 法的计算原理[3]
4.两种计算方法的结果及比较
为了保证Newmark-β法和Wilson-θ法计算得到的结构响应具有可比性，需要保证二者使用同一风向角的风荷载数据。
因此，文中选择了0°和90°两个风向角的风荷载数据进行计算。
5.结论
综上可知，Newmark-β法计算的结构动力响应和Wilson-θ法计算的结果基本接近；在x方向，Newmark-β法和Wilson-θ法计算得出的最大响应值基本接近，在y方向，Newmark-β法计和Wilson-θ法计算得出的最大响应值相差4%左右。
事实上，由于Newmark-β法和Wilson-θ法的假设条件和基本思路存在一定的差别，这可能是导致两者计算结果存在误差的主要原因。
Wilson-θ法采用了线性加速度假设条件，而且是有条件稳定的；Newmark-β法的计算精度和稳定性受控制参数β和的取值影响，当=1/2，β=1/4时，该算法成为无条件稳定。
参考文献
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