高层建筑楼顶钢塔风振效应的参数研究

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超高层建筑结构风效应的关键技术研究及其应用

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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。

[应用]高层建筑结构在风荷载作用下的振动分析[1]

高层建筑结构在风荷载作用下的振动分析[1]致振动。

脉动风压是由于大气的湍流运动形成的动荷载。

建筑物周围脉动风压作用见图3[ 4 ]。

致振动。

脉动风压是由于大气的湍流运动形成的动荷载。

建筑物周围脉动风压作用见图3[ 4 ]。

第34卷第24期山西建筑Vol. 34 No. 24·86·2008年8月SHANXI ARCHITECTUREAug. 2008·结构·抗震·文章编号:100926825 (2008) 2420086202高层建筑结构在风荷载作用下的振动分析秦力张学礼徐德永摘要:通过介绍我国高层建筑结构风荷载设计方法、风荷载作用形式及由风荷载引起的结构振动,结合工程实例,进行了较详细的结构振动反应计算,以供同类型风荷载作用下的振动分析参考借鉴。

关键词:高层建筑结构,脉动风压,结构振动中图分类号:TU312. 10 引言高层建筑上作用的水平荷载包括风荷载和水平地震作用。

风的作用是不规则的,风压随着风速、风向的紊乱变化而不断的变化。

风荷载是随时间波动的动力荷载。

对高层建筑而言,动力荷载是引起结构毁灭性破坏的主要原因,因此,在高层建筑结构设计和安全性评价时,进行结构的动力反应分析是非常必要的。

为简,对高度大且较柔的高层建筑,必须考虑其动力效应影响[1]化起见,某些结构设计规范或结构动力反应分析中的抗风分析采用一些拟静力计算方法[2] ,如风压采用等效静力形式,但仍必须进行结构的动力分析。

对于高层和超高层建筑的风振动力反应主要有以下3方面的考虑:1)由风振产生的惯性力在结构中引起附加应力;2)建筑结构振动加速度会使生活和工作在其中的人产生不舒适感[3] ;3)由于风振反应发生的频度较高,有可能使结构产生疲劳效应[2]。

文中通过介绍我国高层建筑结构风荷载设计方法、风荷载的作用形式及由风荷载引起的结构振动,详细论述了结构在顺风向、横风向脉动风荷载作用下和二者共同作用下产生的扭转作用的处理过程和引起结构振动反应分析的最新研究。

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。

高层建筑结构抗风振性能分析与设计

高层建筑结构抗风振性能分析与设计高层建筑抗风振是指建筑物在强风作用下抵抗风振的能力。

由于高层建筑的高度和细长形状，容易受风的作用，产生结构的振动。

因此，为了确保高层建筑的安全和稳定，必须对其抗风振性能进行分析和设计。

一、风振分析高层建筑抗风振性能的分析是通过计算建筑物在风场中受到的风压力，分析建筑结构的振动特性，以及评估结构的稳定性和安全性。

主要包括以下几个方面：1. 风压力计算：根据建筑物高度、形状和所在地的风速，计算出建筑物在不同高度和不同方向上受到的风压力大小。

这需要考虑的因素包括建筑物的表面积、气动力系数和风压力系数等。

2. 结构振动特性分析：通过数学模型和计算方法，分析建筑结构在风作用下的振动特性。

包括自振频率、阻尼比和模态形式等参数。

这些参数能够帮助工程师判断结构的振动情况，进而评估其稳定性和抗风能力。

3. 结构响应分析：根据建筑结构的振动特性，进行结构响应分析，即模拟建筑物在风场中的受力和变形情况。

通过有限元分析等方法，定量计算结构的应力、位移和变形等参数，为结构的抗风设计提供依据。

二、设计原则与方法在高层建筑抗风振的设计过程中，需要遵循一些基本的原则和方法，以保证结构的稳定性和安全性。

1. 抵抗风压力：结构的设计应考虑到不同高度和不同方向上的风压力变化。

采用适当的结构形式和截面尺寸，以抵抗风压力的作用，并保证结构的整体稳定性。

2. 减小结构振动：通过合理的结构抗振措施，减小结构在风作用下的振动。

常用的方法包括增加结构的坚固性、增加阻尼装置、优化结构参数和采用风洞试验等。

3. 考虑风-结构相互作用：在风振设计中，需要考虑风-结构相互作用的影响。

即风场的作用对结构的响应造成的影响，以准确评估建筑物的受力和变形情况。

4. 断面设计：根据结构的受力特点和抗振要求，进行断面的设计。

选择合适的材料和截面形式，以满足结构的抗风要求和使用寿命。

5. 工程实践经验：高层建筑抗风振的设计需考虑到实际工程施工和运行中的各种影响因素。

超高层建筑风载结构分析及风振控制研究

超高层建筑风载结构分析及风振控制研究随着城市化的加速和经济的发展，越来越多的超高层建筑拔地而起。

然而，由于高楼的特殊性质，其面临的风载结构分析和风振控制也是一项复杂的工程。

超高层建筑风载结构分析当设计师设计超高层建筑时，一定要考虑到其中出现的风荷载问题。

因为超高层建筑的层数越高，其受到的风荷载就会越大。

对于这些高楼大厦，需要进行风载分析，并制定相应的风荷载标准。

风荷载标准不仅包括了结构的抵抗力上限，还限定了设计的规范和要求。

设计师在进行风荷载分析时，往往使用数学统计的方法去计算建筑受风荷载的概率，从而找出风荷载与风速的线性关系。

然后根据该线性关系对建筑结构进行选材和设计。

超高层建筑风振控制研究风荷载作为超高层建筑面临的重要问题，不仅需要进行分析，还需要进行风振控制研究。

随着超高层建筑的层数一层层叠加，风荷载造成的振动问题也逐渐加剧。

由于风振的存在，许多人都会在高楼上感受到晕眩和失衡感，这必须尽快得到解决。

除了采用风荷载分析的结果来指导设计建筑的结构与抵抗力之外，还需要采用其它手段来控制超高层建筑的风振现象。

其中比较常见的控制手段有：自适应控制、主动控制和缓冲控制。

自适应控制是一种通过感应风荷载，从而对建筑结构和飘挂物体的运动进行相应的控制的技术。

通过感应到风荷载的方向和强度，可以采取相应的控制手段，从而减小风振造成的影响。

主动控制是一种更具有智能化的方法，其通过计算机控制算法对建筑结构的平衡进行控制。

当建筑结构产生风荷载的振动时，计算机会迅速进行数据处理，对结构进行相应的调整，从而消除振动的影响。

缓冲控制是一种有着长期的实践基础的控制手段，其借助了一些物理学的原理。

常用的缓冲控制手段包括振动消除器、缓冲器、减震器等。

总结一下，超高层建筑在设计之初就必须考虑到其风荷载问题。

而各种风荷载分析和控制手段也不断在进步。

然而，新型建筑经常会采用混合或组合的设计方法，对于这种情况，需要设计师们集思广益，共同解决超高层建筑的风荷载问题，确保人居安全和建筑的可持续发展。

超高层建筑设计中的风振效应治理

超高层建筑设计中的风振效应治理超高层建筑作为现代城市的地标性建筑，不仅体现了人类对于技术和建筑的不断追求与创新，同时也带来了一系列独特的挑战与问题。

其中之一就是超高层建筑设计中的风振效应治理。

风振效应是指在风力作用下，建筑结构发生的振动现象。

对于低矮建筑而言，风振效应的影响往往可以忽略不计，但是对于超高层建筑而言，风振效应不仅会影响到建筑的舒适性和使用寿命，还可能对建筑的安全性产生重大威胁。

治理超高层建筑中的风振效应是一项极其重要且复杂的任务。

首先，设计师需要通过合理的结构设计来降低风振效应的发生。

各项参数的选择以及结构的刚度都需要经过精密的计算和模拟，以确保建筑能够在不同风力下保持稳定。

其次，采用适当的减振措施也是治理风振效应的重要手段之一。

最常见的减振装置就是阻尼器，它可以通过消耗建筑结构的振动能量来减小风振效应。

阻尼器的种类多种多样，包括液压阻尼器、摩擦阻尼器等等。

设计师需要根据具体情况来选择合适的减振装置，并确保其能够正常运行和维护。

除了结构设计和减振措施，建筑外立面的设计也可以在一定程度上减小风振效应。

通过合理布置外窗的开口和设置遮挡物，可以改变建筑的风场分布，减小风的影响力。

此外，一些先进的外立面材料也可以通过其自身的减振能力来有效降低风振效应。

然而，要想真正解决超高层建筑中的风振效应问题，单纯依靠设计和减振措施是远远不够的。

实际上，综合治理风振效应需要多个环节的协同配合。

首先是施工阶段的监控和控制。

在建造过程中，要严格遵守相关的建筑规范和工艺要求，确保施工的质量和安全。

同时，建筑结构的监测系统也需要进行实时监控，及时发现并处理异常情况。

其次是建筑维护和管理的重要性。

超高层建筑通常需要进行定期的维护和检查，以确保结构的稳定性和安全性。

维护团队应该具备专业的技术与知识，能够及时处理各类问题，并对建筑进行必要的加固和改进。

最后是科学研究和技术创新的持续推动。

随着科学技术的不断进步，我们需要不断地总结经验教训，深入研究超高层建筑中的风振效应，并寻找更加有效和可持续的治理方法。

某高层建筑风致振动惯性力的试验研究

某高层建筑风致振动惯性力的试验研究近年来，随着社会经济发展和居民生活水平的提高，越来越多的高层建筑出现在城市景观中，为社会提供了良好的环境。

但是，与传统建筑相比，高层建筑在构造、结构和管理上都存在一定的特点，其中关键的一点就是振动。

高层建筑的高空振动受到地震、风吹草动、区域活动等外部重力的影响，会产生一定的机械动力，影响结构的稳定性和安全性。

若各种变量得不到有效控制，高层建筑将受到振动损伤，会成为威胁生命安全的爆炸源。

因此，研究高层建筑振动及其惯性力是解决高层建筑可能的振动问题的有效措施之一，也是对高层建筑进行有效管理的重要技术框架。

针对高层建筑的振动惯性力，本文主要介绍其发生的原因分析、振动影响的研究以及振动控制的策略，以帮助我们更好地理解和控制高层建筑的振动问题。

一、振动惯性力的发生原因造成高层建筑振动惯性力发生的原因主要有多种，包括建筑结构内部的气流阻力、外部地震和风荷载作用等。

1、结构内气流阻力：当高层建筑的大门、窗户等开口处或结构洞口处有阻力时，会出现明显的振动惯性力。

2、外部地震荷载：由于地面地质构造、地壳岩石层及城市环境等影响，地面确定的地震荷载会对高层建筑产生影响，从而使建筑在地震条件下产生振动惯性力。

3、外部风荷载：在大风天气，如果地面上的风压或者位于建筑物外部的空气流动产生一定的压力时，便会在建筑物内部产生振动惯性力。

二、振动影响的研究在高层建筑的振动影响研究中，经常采用数值模型方法，以建立结构的数学模型来分析地震和风荷载对结构的振动反应，以研究建筑振动的程度及其影响范围等。

与模型方法相比，人工试验是直接反映建筑本身振动特性的最佳方法，可以更直接地推导建筑物在复杂振动条件下的振动特性，结合外部环境因素，如地震和风荷载，来有效地探索建筑振动特性。

三、振动控制策略1、振动抑制技术：可以通过采用振动抑制技术减少建筑振动，主要有A型控制、B型控制和C型控制，可以控制被激振的模态，有效减少振动幅值。

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பைடு நூலகம்
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ｓｅｌｔｗｒｐｏｒｓｏｒｔｄｅｏａａｉｅｙＴｅｓｄｅｕｔｓｏｅｈｔｔｅｎｔｒｌｆｅｕｎｉｓｏｈｔｅｔｅｏｅｒｔｉｎｗｅｅｓｉｄｃｍｐｒｔｌ．ｈｔｙｒｓｌｈｗｄｔａｈａｕａｑｅｃｅｆｔｅｓｅｌｕｕｖｕｓｒ
振第３０卷第２期
动
与
冲
击
Ｖ０．ＯＮｏ２２１１３．０１
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＯＮＩＡＮＤＨＯＣＳＫ
高层建筑楼顶钢塔风振效应的参数研究
周云，刘纯，汪大洋
（广州大学土木工程学院，州５００）广１０６
滞阻尼器的减振效果又优于线性粘滞阻尼器。
关键词：高层建筑；钢塔；突出物；风振控制；速度相关型阻尼器
中图分类号：Ｔ９３＋．３Ｕ７２文献标识码：Ａ
Ｐａａｅｅｎｌｅｅｎｗｉｉｕｅｉｒｔｏｏ－ｉｅｂｕｌｉｇｗｉｈｓｅｌｔｗｅｒｔｕｉｎｒｍｔｒｉｆｕｎｃｓｏｎｄ－ｎｄｃｄｖｂａｉｎｆａｈｉｒｓｉｄｎｔｔｅｏｒｐｏｒｓｏＺＨＯＵｕＹｎ，ＬＵｕＩＣｈｎ，ＷＡＮＧＤａ一
ｐｏｒｓｏｈｕｄｋｅｗａｏｔｅｆｓｈｅａｕａｅｕｎｉｓｏｈｉｔｃｕｅＳｓｔｅｕｅｔｅｗｈｉｌｓｒｔｉｎｓｏｌｅｐａｙｆｍｈｒｔｔｒｅｎｔｒｌｆｑｅｃｅｆｔｅｍａｎｓｒｔｒＯａｏｒｄｃｈｕｒｉｒｕｐａｈｅｆｃ；ｔｅｗｉｄｉｄｃｄｖｂａｉｎｒｓｏｓｓｏｅｓｅｌｔｗｅｒｔｕｉｎａｅｍｕｈｇｅｔｒｔａｈｓｆｔｅｍａｎｓｒｃｕｅｆｅｔｈｎ－ｎｕｅｉｒｔｅｐｎｅｆｔｔｅｏｒｐｏｒｓｏｒｃｒａｅｈｎｔｏｅｏｈｉｔｔｒｏｈｕａｄｇｏｗｉｎｒａｅｉａｉｎ — ｒｓｕｒｎｈｅｇｔｏｈｏｒｓｏｎｒｗｔｉｃｅｓｎｂｓｃｗｉｄｐｅｓｅａｄｔｅｈｉｈｆｔｅｐｒｔｉｎ，ｂｔｄｏｔｎｒａｅｉｈｐｎｏｈｈｕｕｒｐｗｉｈｉｃｅｓｎｔｅｓａｆｔｅｐｏｒｉｎ；ｖｌｃｔ — ｅｅｄｎｍｐｅｓｃｎｒｄｃｈｎｅｐｎｅｆｔｅｐｏｒｓｏｆｅｔｖｌｒｔｕｓｏｅｏｉｙｄｐｎｅｔｄａｒａｅｕｅｔｅｗｉｄｒｓｏｓｓｏｈｒｔｕｉｎｅｆｃｉｅｙ；ｔｅｅｆｃｆｖｓｏｓｈｆｅｔｏｉｃｕ
摘要：针对高层建筑楼顶钢塔的风振效应开展研究，采用线性滤波法模拟了结构的脉动风荷载时程，探讨了主
体结构、楼顶钢塔及二者整体工作三种情况的动力特性，分析了脉动风速谱、频率比、楼顶钢塔高度和跨度等６种不同参数对结构顺风向风振动力性能的影响，并对比分析了线性和非线性粘滞阻尼器及粘弹性阻尼器三种速度相关型阻尼器对结构楼顶钢塔风振效应的控制效果。结果表明，结构楼顶钢塔设计时应避开主体结构的前三阶自振频率，以降低鞭梢效应；风荷载作用下楼顶钢塔的风振响应远大于主体结构，随基本风压和钢塔高度的增大而增大，随钢塔跨度的增大而减但小；阻尼器可有效衰减楼顶钢塔的风振响应，粘滞阻尼器对楼顶钢塔风振响应的减振效果优于粘弹性阻尼器，而非线性粘
ｗｉｄｄｒｃｉｎｗｅｅａａｙｅｎｉｅｔｒｎｌｚｄ．Ｃｏｔｏｆｃｓｏｅｏｉｄｐｎｅｔｄｍｐｒｎｔｅｗｉｄ—ｎｕｅｉｒｔｏｅｐｏｓｓｏｈｏｎｒｌｅｆｔｆｖｌｃｔｅｅｄｎａｅｓｏｈｎｉｄｃｄｖｂａｉｎｒｓｎｅｆｔｅｅｙ—