气动弹性效应对超高层建筑横风向动力干扰效应的影响
2021-07-22侯方超
振动与冲击 2021年14期
侯方超, 全 涌, 顾 明
(1. 同济大学 土木工程防灾国家重点实验室,上海 200092;2. 东莞市厚街镇工程建设中心,广东 东莞 523000)
随着建筑高度的增加,超高层建筑的横风向风致响应通常超过顺风向风致响应成为设计中的控制性响应[1]。当高层建筑周边存在干扰建筑时,由于气动干扰效应,高层建筑的横风向风荷载与响应可能会进一步增大[2]。
自从Saunderst等[3]建议采用干扰状态下的变量与孤立状态下的变量之比分析周边建筑的干扰效应以来,Bailey等[4-7]大多将高层建筑风致响应的干扰因子(interference factor,IF)定义为相同折算风速下,有干扰和无干扰两种工况下目标建筑的响应之比。但对于结构风致响应而言,每个不同的折算风速下都可以计算出一个响应干扰因子IF,这使得问题变得很复杂。为此,Xie等[8-9]提出采用包络响应干扰因子(envelope interference factor,EIF),即一定折算风速范围内的干扰因子IF的最大值来分析干扰效应。
高层建筑的风致响应干扰效应的风洞试验研究有两类途径:一类是基于气动弹性模型试验直接测得有干扰和无干扰情况下位移或加速度响应[10-15];另一类是基于刚性模型风洞试验测得的气动力和建筑的结构动力特性通过随机振动理论计算响应[16-21]。前者试验结果更可靠,可直接使用,但需要在多个风速下进行试验,试验量很大,试验模型的设计制造难度大。后者只需在一个风速下进行试验,试验量大大减小,模型设计制造过程也很简单,所以被多数研究者使用,但它忽略了气动弹性效应。……
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