【博士】高層建筑抗風(fēng)若干基礎(chǔ)問(wèn)題及數(shù)據(jù)庫(kù)研究

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　　【博士】高層建筑抗風(fēng)若干基礎(chǔ)問(wèn)題及數(shù)據(jù)庫(kù)研究　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：同濟(jì)大學(xué)　　學(xué)位年度：2008　　 雖然國(guó)內(nèi)外風(fēng)工程學(xué)者已經(jīng)對(duì)高層建筑的風(fēng)致響應(yīng)和等效靜力風(fēng)荷載進(jìn)行了大量的研究工作，但仍有一些基礎(chǔ)問(wèn)題亟待進(jìn)一步的解決。針對(duì)高層建筑抗風(fēng)規(guī)范中的若干問(wèn)題，本文在復(fù)雜高層建筑的風(fēng)荷載特性、高層建筑順風(fēng)向氣動(dòng)力的豎向相干特性、順橫扭三個(gè)方向上的背景等效靜力風(fēng)荷載分布規(guī)律、典型高層建筑的風(fēng)向因子、兩建筑物間的綜合干擾因子等方面展開(kāi)了較為詳細(xì)的研究?！　? 高層建筑抗風(fēng)數(shù)據(jù)庫(kù)將大量建筑模型的風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、存儲(chǔ)、在線(xiàn)計(jì)算，進(jìn)而得到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所需的風(fēng)荷載，并通過(guò)Intemet向公眾開(kāi)放，可以大大減少傳統(tǒng)規(guī)范中運(yùn)用表格、圖表以及擬合公式所帶來(lái)的誤差，將作為結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的有效手段。本文構(gòu)建了具有自主產(chǎn)權(quán)的高層建筑抗風(fēng)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，并給出了具體的操作界面?！　? 全文共分八章和一個(gè)附錄，主要內(nèi)容如下：　　 第一章為緒論，主要介紹了多個(gè)高層建筑等效靜力風(fēng)荷載模型的理論框架和研究現(xiàn)狀、各國(guó)風(fēng)荷載規(guī)范的主要內(nèi)容以及本文的主要工作?！　? 第二章完成了對(duì)稱(chēng)雙塔建筑、立面不規(guī)則建筑等三個(gè)高層建筑模型的同步測(cè)壓風(fēng)洞試驗(yàn)，并根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果分別從幅值和頻域兩個(gè)方面對(duì)復(fù)雜高層建筑的表面風(fēng)壓、層三分力系數(shù)以及基底彎(扭)矩系數(shù)進(jìn)行了研究和闡述。詳細(xì)分析了對(duì)稱(chēng)雙塔建筑的風(fēng)致干擾效應(yīng)以及立面不規(guī)則結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載特性?！　? 第三章通過(guò)分析典型高層建筑同步測(cè)壓試驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果，擬合了順風(fēng)向氣動(dòng)力的豎向相干函數(shù)公式，并與其它幾種常見(jiàn)的風(fēng)速相干函數(shù)公式進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明，根據(jù)本文給出的順風(fēng)向氣動(dòng)力相干函數(shù)能比其它相干函數(shù)得到更為準(zhǔn)確的風(fēng)致響應(yīng)結(jié)果。本章最后還給出了適合于工程應(yīng)用的風(fēng)振系數(shù)表格。　　 第四章首先根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果對(duì)荷載響應(yīng)相關(guān)(LRC)法、準(zhǔn)平均荷載(QML)法和陣風(fēng)荷載包絡(luò)(GLE)法在順、橫風(fēng)向以及扭轉(zhuǎn)方向背景等效風(fēng)荷載描述方法上的實(shí)用性進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明對(duì)應(yīng)于基底彎(扭)矩的LRC法能較其它方法更為準(zhǔn)確地表述背景等效風(fēng)荷載的分布規(guī)律。本章最后擬合出了順、橫風(fēng)向以及扭轉(zhuǎn)方向的背景等效風(fēng)荷載沿高度的分布公式?！　? 第五章以上海地區(qū)的風(fēng)速風(fēng)向聯(lián)合概率密度函數(shù)為例，針對(duì)典型高層建筑在不同風(fēng)向角下的關(guān)鍵風(fēng)致響應(yīng)，介紹了計(jì)算典型高層建筑風(fēng)向因子的方法，并給出了上海地區(qū)高層建筑風(fēng)向因子的具體數(shù)值?！　? 第六章以作者所在課題組已有的風(fēng)致干擾效應(yīng)的研究成果為基礎(chǔ)，給出了兩建筑物間順風(fēng)向風(fēng)致干擾效應(yīng)的綜合干擾因子，并進(jìn)行了詳細(xì)的參數(shù)分析。結(jié)合順風(fēng)向的靜力、動(dòng)力干擾因子及橫風(fēng)向的動(dòng)力干擾因子，計(jì)算出了兩棟建筑物之間的總體干擾因子，本章最后給出了適合于工程應(yīng)用的風(fēng)致干擾效應(yīng)條款。　　 第七章首先介紹了高層建筑抗風(fēng)數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建的背景知識(shí)，包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言及基底彎矩陣風(fēng)荷載因子法的表達(dá)公式，最后介紹了《高層建筑抗風(fēng)數(shù)據(jù)庫(kù)》的主要界面。　　 第八章總結(jié)了本文的主要內(nèi)容，并對(duì)今后的工作提出了展望。附錄為《上海高層鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》風(fēng)荷載部分的具體條文和條文說(shuō)明，該部分在原有規(guī)程的基礎(chǔ)上增加了風(fēng)致干擾因子和橫風(fēng)向等效靜力風(fēng)荷載方面的內(nèi)容，將指導(dǎo)上海地區(qū)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗風(fēng)設(shè)計(jì)?！　?

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