频响函数二次正交法在Davenport风速谱下结构系列响应简明封闭解的应用研究
2021-11-17葛新广张梦丹龚景海李创第
振动与冲击 2021年21期
葛新广, 张梦丹, 龚景海, 李创第,
(1.上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院,上海 200240;2.广西科技大学 土木建筑学院,广西 柳州 545006)
随着建筑结构分析能力和建造水平的不断提高,建筑结构向高、轻、柔方向发展,从而导致高层建筑对风的敏感性十分突出。此外,随着自然环境的不断恶化,各类极端天气的发生都伴随着破坏性强风出现,因此,建筑结构的抗风研究至关重要。大量的研究表明[1-2],强风对建筑物的振动作用是由短周期的脉动风所引起的。工程上研究强风对结构的影响有风洞试验方法[3-4]、CFD模拟[5-6]和随机风振理论法[7-8]三种方法。其中,风洞试验方法结果较为准确,但试验成本较高,常采用缩尺模型试验获得风荷载体型系数之后采用理论方法对建筑结构进行风振响应分析。CFD方法是通过数值手段模拟结构物的绕流场并考虑流固耦合作用的一种结构风振响应分析方法,但模拟时对计算机要求较高,且耗时久,分析精度受数学模型的选择控制。而随机风振理论法,则是将强风作为结构分析的荷载,利用风的功率谱概念来表述脉动风的动力作用。对于建筑结构而言,该方法基本能满足工程精度要求,且具有计算分析相对简单、能与建筑结构恒载、其他活载进行作用效应组合以便于工程设计的特点。Davenport及李创弟等分别提出了随机风速谱,其中Davenport风速谱应用最为广泛,成为各国建筑风荷载取值的依据。
随机风振响应的分析方法主要有频域法[9-12]和时域法[13]。……
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