超高层建筑风荷载及响应估计复合研究
发布时间：2021-07-09 16:56
超高层建筑在开展结构设计时其首要问题是合理地确定结构风荷载和风致响应。数值模拟一般基于含有经验成分的湍流模型,因此结果并不完全可靠。风洞试验是目前的主要研究方式,但是由于不能满足全部相似准则及边界效应也会导致其结果与真实情况有一定差距。现场实测是最直接也最可靠的方式,目前已经可以测量到高精度的结构加速度及位移响应。但受限于仪器精度、技术手段及复杂的流场环境,还无法直接获得可靠的实测风荷载数据。本文首先提出了一种能够由风荷载同步求得三种响应的新算法,相比于传统结构动力学方法提高了计算效率,并应用于济南中弘广场风洞试验的数据处理。然后提出了时域范围内改进的连续型卡尔曼滤波（CKF）及离散型卡尔曼滤波（DKF）的风荷载反向估计方法,并通过济南中弘广场风洞试验数据作为输入响应得出了良好的风荷载及响应结果。对于两类反向估计风荷载及风致响应方法,只要根据优化测点层布置方案获取其中6层的某一种响应就能准确的估计出研究对象结构的风荷载和未知风致响应,不论是整体基底还是任意层的结果都有足够的精度。结构模态参数误差对于本次研究的风荷载反向估计方法的准确性影响并不大,在一定的范围内仍然可以保持其高精度的特点...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
济南中弘广场设计效果图
为了对实体建筑进行抗风设计，针对该建筑进行测压风洞试验研究。试验在湖南大学建筑与环境风洞实验室中进行。测压试验设备主要由测压传感器、压力扫描阀系统组成。风洞试验模型是使用 ABS 板制成的刚性模型，缩尺比为1：300。设置测点进行风压采集，各测压孔接受的压力信号经 PVC 管输入压力模块转化为电压信号，再通过数字伺服模块整合数据，并于主控计算机相连。具体试验模型见图 3-2。该风洞为直流式矩形截面边界层风洞，由进气口、稳流段、收缩段、试验段、动力段等组成。气流在收缩段将速度提高，进入试验段。试验段是整个风洞的核心，其尺寸为高2.5m、宽3.0m，风速可以控制在0至20m/范围内连续可调。试验时，风向角将 10°作为每次间隔逆时针旋转。每旋转一个角度，采集一组风压数据，共采集了 36 个风向角的实验结果，风向角示意图如图 3-3 所示。测点风压时程的采样频率为为 312.5Hz，每个压力模块连接 120 个测点，采样时间为32s。试验的参考高度取 106.5cm（模型顶部高度），参考点控制风速设置为 10m/s。
为了对实体建筑进行抗风设计，针对该建筑进行测压风洞试验研究。试验在湖南大学建筑与环境风洞实验室中进行。测压试验设备主要由测压传感器、压力扫描阀系统组成。风洞试验模型是使用 ABS 板制成的刚性模型，缩尺比为1：300。设置测点进行风压采集，各测压孔接受的压力信号经 PVC 管输入压力模块转化为电压信号，再通过数字伺服模块整合数据，并于主控计算机相连。具体试验模型见图 3-2。该风洞为直流式矩形截面边界层风洞，由进气口、稳流段、收缩段、试验段、动力段等组成。气流在收缩段将速度提高，进入试验段。试验段是整个风洞的核心，其尺寸为高2.5m、宽3.0m，风速可以控制在0至20m/范围内连续可调。试验时，风向角将 10°作为每次间隔逆时针旋转。每旋转一个角度，采集一组风压数据，共采集了 36 个风向角的实验结果，风向角示意图如图 3-3 所示。测点风压时程的采样频率为为 312.5Hz，每个压力模块连接 120 个测点，采样时间为32s。试验的参考高度取 106.5cm（模型顶部高度），参考点控制风速设置为 10m/s。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于实测加速度的高层建筑风荷载反演[J]. 李正农,郭昌根,尚扬,张传雄. 自然灾害学报. 2017(03)
[2]基于加速度反演频域动载荷的一种正则化途径[J]. 彭凡,王樑,肖健,胡绚,韦冰峰. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(02)
[3]高层结构风荷载的反演分析[J]. 杨旺华,李秋胜,王启文,周斌. 建筑结构. 2013(S1)
[4]风向对某超高层建筑等效静风荷载的影响[J]. 王钦华,石碧青,张乐乐. 汕头大学学报(自然科学版). 2012(02)
[5]高层建筑二维风致响应实测中测点的优化布置方法[J]. 苏万林,李正农,吴红华. 实验流体力学. 2011(05)
[6]风向角对超高层建筑横风向效应的影响[J]. 邬华,田村幸雄. 应用力学学报. 2011(05)
[7]基于完全气弹模型风洞试验输电塔风荷载识别[J]. 熊铁华,梁枢果,邹良浩. 建筑结构学报. 2010(10)
[8]超高层建筑实测风压相干性的小波分析[J]. 申建红,李春祥. 振动与冲击. 2010(07)
[9]广州西塔风效应的风洞试验与现场实测研究[J]. 徐安,吴玖荣,傅继阳. 武汉理工大学学报. 2010(09)
[10]超高层建筑风致响应及等效静力风荷载研究[J]. 李寿英,陈政清. 建筑结构学报. 2010(03)
硕士论文
[1]尚信国际大厦风洞试验及风荷载特性研究[D]. 曹辉.重庆大学 2012
[2]基于频域最小二乘的载荷识别方法与应用研究[D]. 胡寅寅.哈尔滨工程大学 2011
[3]高层建筑风致响应实测测点的优化布置研究[D]. 苏万林.湖南大学 2009
本文编号：3274125
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
济南中弘广场设计效果图
为了对实体建筑进行抗风设计，针对该建筑进行测压风洞试验研究。试验在湖南大学建筑与环境风洞实验室中进行。测压试验设备主要由测压传感器、压力扫描阀系统组成。风洞试验模型是使用 ABS 板制成的刚性模型，缩尺比为1：300。设置测点进行风压采集，各测压孔接受的压力信号经 PVC 管输入压力模块转化为电压信号，再通过数字伺服模块整合数据，并于主控计算机相连。具体试验模型见图 3-2。该风洞为直流式矩形截面边界层风洞，由进气口、稳流段、收缩段、试验段、动力段等组成。气流在收缩段将速度提高，进入试验段。试验段是整个风洞的核心，其尺寸为高2.5m、宽3.0m，风速可以控制在0至20m/范围内连续可调。试验时，风向角将 10°作为每次间隔逆时针旋转。每旋转一个角度，采集一组风压数据，共采集了 36 个风向角的实验结果，风向角示意图如图 3-3 所示。测点风压时程的采样频率为为 312.5Hz，每个压力模块连接 120 个测点，采样时间为32s。试验的参考高度取 106.5cm（模型顶部高度），参考点控制风速设置为 10m/s。
为了对实体建筑进行抗风设计，针对该建筑进行测压风洞试验研究。试验在湖南大学建筑与环境风洞实验室中进行。测压试验设备主要由测压传感器、压力扫描阀系统组成。风洞试验模型是使用 ABS 板制成的刚性模型，缩尺比为1：300。设置测点进行风压采集，各测压孔接受的压力信号经 PVC 管输入压力模块转化为电压信号，再通过数字伺服模块整合数据，并于主控计算机相连。具体试验模型见图 3-2。该风洞为直流式矩形截面边界层风洞，由进气口、稳流段、收缩段、试验段、动力段等组成。气流在收缩段将速度提高，进入试验段。试验段是整个风洞的核心，其尺寸为高2.5m、宽3.0m，风速可以控制在0至20m/范围内连续可调。试验时，风向角将 10°作为每次间隔逆时针旋转。每旋转一个角度，采集一组风压数据，共采集了 36 个风向角的实验结果，风向角示意图如图 3-3 所示。测点风压时程的采样频率为为 312.5Hz，每个压力模块连接 120 个测点，采样时间为32s。试验的参考高度取 106.5cm（模型顶部高度），参考点控制风速设置为 10m/s。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于实测加速度的高层建筑风荷载反演[J]. 李正农,郭昌根,尚扬,张传雄. 自然灾害学报. 2017(03)
[2]基于加速度反演频域动载荷的一种正则化途径[J]. 彭凡,王樑,肖健,胡绚,韦冰峰. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(02)
[3]高层结构风荷载的反演分析[J]. 杨旺华,李秋胜,王启文,周斌. 建筑结构. 2013(S1)
[4]风向对某超高层建筑等效静风荷载的影响[J]. 王钦华,石碧青,张乐乐. 汕头大学学报(自然科学版). 2012(02)
[5]高层建筑二维风致响应实测中测点的优化布置方法[J]. 苏万林,李正农,吴红华. 实验流体力学. 2011(05)
[6]风向角对超高层建筑横风向效应的影响[J]. 邬华,田村幸雄. 应用力学学报. 2011(05)
[7]基于完全气弹模型风洞试验输电塔风荷载识别[J]. 熊铁华,梁枢果,邹良浩. 建筑结构学报. 2010(10)
[8]超高层建筑实测风压相干性的小波分析[J]. 申建红,李春祥. 振动与冲击. 2010(07)
[9]广州西塔风效应的风洞试验与现场实测研究[J]. 徐安,吴玖荣,傅继阳. 武汉理工大学学报. 2010(09)
[10]超高层建筑风致响应及等效静力风荷载研究[J]. 李寿英,陈政清. 建筑结构学报. 2010(03)
硕士论文
[1]尚信国际大厦风洞试验及风荷载特性研究[D]. 曹辉.重庆大学 2012
[2]基于频域最小二乘的载荷识别方法与应用研究[D]. 胡寅寅.哈尔滨工程大学 2011
[3]高层建筑风致响应实测测点的优化布置研究[D]. 苏万林.湖南大学 2009
本文编号：3274125
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