摘要：为研究风荷载作用下高层建筑动力响应对其顺风向等效静力风荷载的影响,基于结构风致响应动力学理论、脉动风速功率谱密度函数与相干函数的维纳辛钦关系及脉动风速准定常关系,采用随机振动振型分解方法对高层建筑的风致响应进行了研究.首先,对高层建筑的平均风响应、背景风响应和共振风响应进行了理论分析,并推导出了沿结构高度分布的高层建筑顺风向等效静力风荷载理论计算公式;其次,通过对理论公式中各参数对计算结果的影响进行分析,提出了便于实际应用的高层建筑顺风向等效静力风荷载简化计算方法;最后,设计了4个典型高层建筑算例模型,并与阵风荷载因子法(gust load factor method,GLF)和惯性风荷载法(inertial windload method,IWL)进行对比,研究了本文方法的可靠性和有效性.研究结果表明:当结构高度小于250 m时,3种方法所计算出的分布风力、剪力响应和弯矩响应偏差要大一些,GLF法计算结果最大,IWL法的计算结果最小,本文方法介于二者之间;当结构高度大于350 m时,分布风力的偏差在15%以内,对于剪力响应和弯矩响应的偏差在10%以内;本文方法与IWL法在剪力响应方面的差异率在–1%～18%之间,与GLF法的差异率在–12%～5%之间;本文方法与IWL法在弯矩响应方面的差异率在–6%～10%之间,与GLF法的差异率在–16%～5%之间.

摘要：为研究强台风下考虑偏航效应的大型风力机气动力及动态响应特征,以美国可再生能源实验室5 MW风力发电机组为研究对象,基于多体动力学及混合多体系统建模方法,建立了整机刚-柔混合多体动力学模型,并对该模型进行了动力特性分析与模型有效性验证。同时,基于谱分解法模拟了台风眼壁区域强干扰阶段的三维随机风场,并基于叶素-动量理论对7种偏航工况下风力机体系气动力进行数值模拟,分析了偏航对强台风下整机气动荷载的影响。最后,基于多体动力学模型对考虑不同偏航的大型风力机体系进行了动力时程分析,提炼了偏航对于结构风致响应的影响规律。结果表明,本文建立的多体动力学模型使用较少的自由度能有效描述了5 MW大型风力机的动力特性;当大型风力机处于30°和120°停机偏航角时,结构的台风致风荷载和风振响应显著增大,属于典型的不利工况,应在风电场实际控制时予以避免。主要研究结论可为强台风极端风况下大型风力机抗风设计提供科学依据。

摘要：首先,采用离散刚度法,设计制作了典型窄基输电塔气动弹性模型;然后,通过大气边界层风洞试验,对窄基输电塔不同高度及风向下的位移、加速度响应特性进行了测试分析;最后,基于风洞试验结果计算了窄基输电塔风振系数并与规范结果进行了比较。结果表明,窄基输电塔位移均值响应主要为顺风向;顺、横风向脉动位移、加速度响应值都较大,随风向变化不明显,呈上下波动趋势;高度变化对脉动位移和加速度的响应影响略有不同。此外,根据中国荷载规范给出的输电塔横担处的风振系数值大于本次试验结果。

摘要：采用自主研发的LAC-I无线加速度传感器,对高度441.8 m的深圳京基100（KK100）的加速度响应进行了为期5年的连续监测。选取了2011年至2015年间的4次主要台风（纳沙、杜苏芮、维森特和天兔）经过时的加速度观测数据以及常态弱风和环境激励下的加速度数据,进行结构动力参数识别以及验证与风洞试验结果的一致性。结果表明：各工况下自振频率的识别结果具有很好的一致性,与其在设计阶段对结构进行有限元分析得到的相应结果约大21%;阻尼比的识别结果表现出一定的离散性,x、y两个方向的阻尼比分别在0.6%～0.9%和0.33%～0.71%之间变化,但阻尼比与振幅并不存在明显的相关性;在风场条件基本一致的情况下,实测结果与风洞试验结果具有良好的一致性;在振幅较大的横风向,实测和风洞试验得到的结构顶部峰值加速度响应相差4.2%,说明了风洞试验的可靠性。同时近5年来的连续观测遇到了与深圳地区10年重现期风压相当的最大风速,测得的瞬时峰值加速度仅为0.123 m/s2,表明该建筑的舒适度能够满足要求。

摘要：针对三维山体风场进行CFD模拟计算以获得其风场特征,将CFD模拟结果与各国规范规定进行比较,建立输电塔的有限元模型并计算其风致响应,对比输电塔在CFD模拟和各国规范山地风场下的风致响应,最后给出输电塔在三维山体中抗风区域的划分建议。研究表明:三维山体山顶处风加速比最大,山前减速区和山后尾流区加速比较小;中美两国规范计算得到的加速比在迎背风坡对称,且沿顺风山脊线线性变化。经CFD模拟获得山顶处的加速比介于日本和澳洲规范结果之间,小于中国和欧洲规范结果;输电塔的风致响应增大系数在山顶处最大,在山前与山后均较小;基于输电塔的基底弯矩响应将输电塔在三维山体中抗风区域分为四个区域。

摘要：核筒悬挂建筑结构是一种新型的高层建筑结构体系,其风致响应的研究很少。模拟了B类地貌下的风速时程,并转化为作用在结构上的风荷载时程;利用有限元软件ANSYS建立了结构计算模型,进行了结构水平顺风向风振响应分析,并与悬挂非减振结构进行比较,给出了阻尼器参数优化结果。分析结果表明,在水平顺风向风荷载作用下,核筒悬挂减振结构与非减振结构相比顶部位移、加速度均有所下降。阻尼器刚度的合理选择,不仅可使核筒顶部的位移响应减小,还可有效地控制悬挂楼层层间相对位移;而阻尼器阻尼系数取一个较大值(如1×108N.s/m)就可达到较好的控制效果。核筒悬挂减振结构具有良好的应用前景,该文的研究工作为这种新型结构体系的实用抗风设计提供参考。

摘要：基于刚性模型风洞试验获得的建筑表面风压分布结果,分别采用频域和时域方法,对一个特大型复杂空间结构进行了风振响应计算。分析了结构的响应特性,并对两种计算方法得到的典型节点位移及单元轴力的均方根值、峰值及功率谱曲线进行了比较。结果表明,频域方法计算结果小于时域方法;两种方法计算的响应功率谱曲线反映了类似的能量分布;225°风向角是结构的最不利工况。

摘要：基于刚性模型风洞测压试验的结果,对一个多塔结构进行风致响应研究,采用平稳激励下随机振动的模态叠加法(CQC法)进行计算。分析了结构的风致响应,计算结果表明:多塔结构各个塔顶之间的风致响应随风向具有类似的变化规律,最大总位移及加速度出现时风向基本相同;前两阶侧向弯曲振型和第三阶扭转振型对应的共振分量贡献了动力响应的主要能量。

摘要：为研究钢构件节点的半刚性特性对输电塔风致响应的影响,提出考虑节点半刚性连接的输电塔有限元建模方法,计算分析半刚性对自振特性和风致响应的影响,给出半刚性节点的量化指标并对一些典型节点进行评价.结果表明:节点转动刚度对输电塔的振型频率、位移和轴力的影响较小,而对弯矩和扭矩的影响较大;当节点转动刚度增大至接近刚接时,主材的弯曲应力占总应力的10%~25%,说明该部分应力对杆件的强度和稳定有较大的影响;给出半刚性节点的量化指标,并对常见的具有不同转动刚度的节点进行评估,发现其均属半刚性连接范畴,因此在对输电塔进行有限元建模时应考虑节点半刚性连接的影响.

摘要：基于刚性模型风洞试验,对一个具有索网幕墙的新型杂交结构——某大型博物馆结构进行风致响应计算。在计算平均风响应时考虑结构几何非线性的影响;分析脉动风响应时将结构近似作为线性结构处理,采用平稳激励下随机振动的模态叠加法(CQC法)进行计算。计算结果表明,当关键点出现极大值响应时,平均风响应对峰值响应的贡献较大,而且动力响应中共振响应一般大于背景响应。此外,对于关键点竖向位移及结构支座竖向反力,主要是壳体悬挑部分的风荷载起作用;而索网面位移主要由索网面上的风荷载控制,悬挑部分的风压对其影响很小。