山地超高层建筑风致响应研究

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高层建筑在复杂大气环境下的结构动力响应研究

高层建筑在复杂大气环境下的结构动力响应研究近年来，城市化进程的加快以及人口迅速增长，促使了高层建筑的崛起和发展。

然而，高层建筑所面临的挑战也随之增多。

其中之一就是在复杂大气环境下的结构动力响应问题。

复杂大气环境，如风、地震等自然力对高层建筑的影响极其显著，使其结构动力性能成为研究的焦点。

本文将阐述高层建筑在复杂大气环境下的结构动力响应问题以及相关的研究。

首先，高层建筑在大气环境下的结构动力响应主要受到风力和地震力的作用。

风力是高层建筑最主要的外部激励载荷，影响着建筑的结构稳定性和舒适性。

由于风的随机性和时变性，高层建筑的结构动力响应也具有不确定性。

因此，研究高层建筑在复杂风场中的结构响应是非常重要的。

其次，高层建筑地震易受地壳运动的影响，地震力作用下的结构动力响应是高层建筑设计的重要内容。

由于地震动的复杂性和不确定性，高层建筑在地震力作用下的结构响应是一个复杂的问题。

因此，研究高层建筑在不同地震动下的结构动力性能以及响应特性是十分必要的。

对于高层建筑在复杂大气环境下的结构动力响应问题，早期的研究主要集中在理论分析和实验研究上。

然而，随着计算机技术和数值方法的发展，数值模拟成为研究高层建筑结构动力响应的重要手段。

有限元方法、计算流体力学等数值模拟方法被广泛应用于高层建筑结构的动力分析。

在数值模拟中，风洞试验和计算流体力学（CFD）的方法是最常用的。

风洞试验可以通过模型试验来研究高层建筑在不同风速和方向下的结构响应。

然而，由于试验设备和工程成本的限制，风洞试验的规模通常较小，不能完全反映实际工程的复杂性。

因此，计算流体力学的方法成为研究高层建筑结构动力响应的重要手段。

CFD方法可以通过计算风场的流动状态和风压分布，来获取高层建筑的结构响应。

此外，高层建筑的结构动力响应还受到结构形式和材料特性等因素的影响。

不同的结构形式和材料性质会对结构的刚度、强度等动力性能产生重要影响。

因此，在高层建筑的设计中，需要考虑结构的抗风性能、抗震性能等方面的要求，以保证其在复杂大气环境下的结构动力响应。

超高层建筑结构风效应的关键技术研究及其应用

超高层建筑结构风效应的关键技术研究及其应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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超高层建筑结构风振响应及控制

列阵；【（）为结构上的Ｌ×１阶控制力向量列阵，｛￡），Ｌ为控制力数；Ｈ］［为控制力作用位置矩阵。
形；构在反复风振作用下产生疲劳破坏；结构气结使动弹性不稳定；结构震动加剧，响高层住宅舒适度。影
有被动控制（如安装黏滞阻尼器、弹性阻尼器、频黏调
质量阻尼器、频液体阻尼器）智能控制和主动调、
控制］。
结构风振控制的原理是在结构发生风振反应时，由设置在结构上的一些控制装置主动或者被动地施加一组控制力，以达到减少和抑制风振反应的一种方
数相同。
置在结构顶部以控制风振反应，结构第一、二振使第
型的阻尼水平从１％和０４．％增加到１２和１５，．％．％
（）在伸臂桁架层的斜撑替换为人字形安装的３
２风振控制应用
结构体系中，风振控制装置属非承重构件，功其
能仅在结构中发挥耗能作用，不承担导荷承载作而用，即增加风振控制装置不改变主体结构竖向受力体系。一般情况下，构越高、柔、结越跨度越大、振动越强、压越高，控制效果越显著。风则
器对其进行风振控制，使结构阻尼比从０８．％提高到
作者简介：国军（９３，，徐１７一）男江苏南通人，合肥工大建设监理有限责任公司工程师２２《１工程与建设》２１年第２０１５卷第２期

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。

超高层建筑抗风性能的研究与应用

超高层建筑抗风性能的研究与应用在当今城市化进程不断加速的时代，超高层建筑如雨后春笋般在世界各地崛起。

这些高耸入云的建筑不仅是城市的地标，也是人类工程技术的伟大成就。

然而，随着高度的增加，风对超高层建筑的影响也变得愈发显著。

强风可能导致结构的振动、变形甚至破坏，严重威胁着建筑的安全性和使用功能。

因此，深入研究超高层建筑的抗风性能，并将研究成果应用于实际工程中，具有至关重要的意义。

超高层建筑所面临的风荷载是极其复杂的。

风的特性包括风速、风向、风的湍流强度等，都会对建筑产生不同程度的影响。

当风吹过超高层建筑时，会在建筑表面产生压力分布的变化，形成风吸力和风压力。

这种压力的变化可能导致建筑结构的受力不均，进而引发振动。

此外，风的湍流效应会使风的作用更加不稳定，增加了结构响应的复杂性。

为了研究超高层建筑的抗风性能，科研人员采用了多种先进的技术和方法。

风洞试验是其中最为常见和有效的手段之一。

在风洞中，可以模拟各种风况，对建筑模型进行测试，获取风荷载的数据以及结构的响应。

通过风洞试验，可以了解建筑在不同风向和风速下的受力情况，为结构设计提供重要的依据。

数值模拟也是研究超高层建筑抗风性能的重要方法之一。

借助计算机强大的计算能力，运用流体动力学的理论和方法，可以对风与建筑的相互作用进行数值模拟。

这种方法能够提供详细的风场信息和结构响应，帮助设计人员优化建筑的外形和结构布置。

在超高层建筑的抗风设计中，建筑的外形起着关键的作用。

流线型的外形能够有效地减小风的阻力，降低风荷载。

例如，一些超高层建筑采用了逐渐收窄的外形，或者在建筑顶部设置了防风的设施，以减少风对建筑的影响。

结构体系的选择也是抗风设计的重要方面。

框架核心筒结构、巨型框架结构等在超高层建筑中得到了广泛的应用。

这些结构体系具有较好的抗侧刚度和承载能力，能够有效地抵抗风荷载引起的水平力。

此外，阻尼装置的应用也能够提高超高层建筑的抗风性能。

阻尼器可以消耗风振能量，减小结构的振动响应。

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。

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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
４０４２００５；．中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所，川四
摘要：风在山地地形的干扰下，其幅值和空间分布规律相对平地均会发生较大改变，尤其是山顶处风速有明显
增大。如果不考虑山地的影响，仍然用平地边界层风场进行高层建筑维护结构和整体结构计算将偏于不安全。以前对山
ｃｍｐｒｓｎｂｔｅｅｕｔｏｎｉｕｅｒｓｏｓｆｓｐｒｔｌｕｌｉｇｎｈｉｙｅｒｉｎｔｏｅｎｌａｅｒｉｏａｉｏｅｗｅｎｒｓｌｓｆｗｉｄｎｄｃｄｅｐｎｅｏｕｅａｌｂｉｄｎｓｉｌｔｒａｎａｄｈｓｉｆｔｔｒａｎ．ｌＨｅｅｎ，ｓｖｒｌｋｎｆ３Ｄｈｌｒｉｅｅａｉｄｓｏｉｌｍｏｅｎｌｄｎｂｌ，ＧａｓｉｎｎｃｓｎｓａｅｏｅｒｓａｌｓｅｗｉｈｄｌｉｃｕｉｇｅｌｕｓａａｄｏｉｅｈｐｄｎｓｗｅｅｅｔｂｉｈｄｔＣＦＤｓｆｗａｅＦｕｎ．Ｖｅｔｃｌｐｏｌｓｏａｎｅｏｉｙａｒｓｒａｃｌｔｄｕｄｒｄｉｅｅｔｈｌｓｏｅ．Ｔｅｎｏｔｒｌｅｔｒｉａｒｆｅｆｍｅｎｗｉｄｖｌｃｔｔｃｅｔｗｅｅｃｌｕａｅｎｅｆｒｎｉｌｌｐｓｉｆｈｕｍｅｉａｒｃｌｓｍｕａｉｎｓｏｄｔａｈｅｇｅｔｓｅ — ｐｅｆｃｓｆｕｄａｒｓｎｈａｉｍｐｅｄｕａｉｅｃｅ．ｉｌｔｏｈｗｅｈｔｔｒａｐｅｄｕｆｅｔｉｏｎｔｃｅｔａｄｔｅｍｘｍｕｓｅ — ｐｒｔｏｒａｈｓ１７；ｔｅｒｓｌｈｅｕｔｓｗｉｈｔｏｅｓｎｉｖｒｅｕｃｉｎｔｈｓｕｉｇｎｅｓｆｎｔｓ；ｃｍｐｒｄｏｈｔｓｄｔｏｏａｅｔｔｅｅｔａａ，ｔｅｉｌｔｎｆｍｅｎｅｏｉｉａｃｒｔｈｓｍｕａｉｏａｖｌｃｔｓｃｕａｅ，ｂｔｈｅｏｙｕｔ
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振第３第５期Ｏ卷
动
与
冲
击
Ｖ０＿ＯＮｏ５２１ｌ３．０ｌ
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ
山地超高层建筑风致响应研究
李正良，魏奇科，黄汉杰，孙
（．庆大学土木工程学院，庆１重重
达２％。０
关键词：山地风场；Ｆ风洞试验；高层建筑；致响应ＣＤ；超风
中图分类号：Ｔ９３＋．１Ｕ７３文献标识码：Ａ
Ｗｉｎｄ－ｎｉｄｕｃｄｒｓｏｅｏｕｒｔｌｂｌｉｇｎｈｌｙｔｒａｎｅｅｐｎｓｆｓｐｅａｌｕｉｄｎｓｉｉｌｅｒｉ