结构抗风计算的几个重要概念(顺风向风力)

第三节结构抗风计算的几个重要概念
（顺风向风力）
第三节结构抗风计算的几个重要概念（顺风向风力）
一、结构的风力与风效应
在结构物表面沿表面积分
风力：风速风压风力（三个分量：顺风向力、横风向力、扭力矩）
流经任意截面物体所产生的力
风效应：由风力产生的结构位移、速度、加速度响应等。

引申：高层建筑结构加速度的意义？
顺风向横风向
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顺风向
横风向
•习惯上我们常把气动力分解到两个正交的方向上，可以取
“风轴”。

也可以“体轴”，如图。

顺风向横风向
风有两种成分构成= 平均风+
脉动风
平均风——静力风效应
脉动风——动力风效应
图：平均风速和脉动风速地面粗糙度的影响：
地面越粗糙，v越小，v f的幅值越大,
且频率越高。

风的湍流强度I v =σ v/ v ：
表征风的脉动程度。

由于σ v 沿高度变
化不明显，而风速随高度增加而增大，
因此I v 随高度增加而减小。

turbulence
图：平均风速和脉动风速
脉动风的特性：
①幅值特性
✓为一随机过程[ v f(t),t∈T ]
✓幅值服从正态分布，其概率密度函数为：
σv：脉动风速的均方差:
v fi：v f 的一条时程记录曲线
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②频率特性
✓可用功率谱密度描述
✓功率谱密度
的定义：脉动风振动的频率分布
自相关函数：
傅立叶变换
2
1(0)()d (t)dt
T v vf vf f R S v T σωω+∞
-∞===⎰⎰
•Davenport水平脉动风速功率谱密度
主要能量的
频率/周期？。