试析土—结构动力相互作用对高层建筑结构横向风荷载作用下的响应影响

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1、同济大学硕士学位论文土—结构动力相互作用对高层建筑结构横向风荷载作用下的响应影响姓名：水涛申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：陈镕;王国砚20041201摘要随着现代建筑物的设计高度越来越高，其柔性也越来越大，结构频率低，风对结构的影响也变得越来越大，丽目前的结构风振研究中，出于计算过程复杂，大多数结构的分析和设计均做了一定程度的简化，通常主要考虑了结构的顺风向荷载，较少或没有考虑结构所承受的横风向风荷载对结构整体响应的影响。本文回顾了土结构动力相互作用和结构风振的国内外研究现状，采用基于研

2、究顺风向结构响应的方法，针对横向风荷载作用下结构的整体响应及其土结构相互作用问题，即选定“土一结构动力相互作用对高层建筑结构横向风荷载作用下的响应影响”为研究课题，作为本文的研究内容。本文首先根据由高频振荡天平技术试验获得的基底弯矩功率谱曲线，对横向风荷载功率谱进行了理论公式推导；采用了快速傅立叶变换原理，对结构体横风向、顺风向位移叠加结果进行了功率谱的推导并进行了算例上的应用；考虑了横向风荷载作用下的高层建筑提出土一结构相互作用，最后给出算例，考虑横风向、顺风向作用下的结构响应与仅考虑顺风向作用

3、下的结构响应进行了比较，以及考虑横、顺风向及土一结构相互作用下的结构响应与仅有顺风向下的结构响应进行比较，给出比较结果。针对一般的高层建筑，考虑SSI效应时采用的是桩基基础，利用已有的地基阻抗函数，编制程序，进行了算例计算，给出位移、加速度响应时程曲线，并给出相应的响应根方差，以此为依据做出结果判断。通过以上主要内容的研究，本文基于风洞实验数据，将横向风荷载因素引入高层建筑风振响应分析中，认为：对于具有较大长细比(大于4)且高度较高(超过100米)的商层建筑中，需要考虑横向风荷载及土一结构动力相互

4、作用的影响，从而为高层建筑结构的风振设计提供了一定的参考价值。关键词：高层建筑，横向风荷载，风振响应，土一结构相互作用，阻抗函数，快速傅立时变换AbstractAsdesignheightofthemodernbuildingbeinghigherandhigher,itsflexibilityisgreaterandgreater,structurefrequencyislower，windimpactonstructurebecomesmoreandmoreheavy，forpresentst

5、udyofstructurewindshake，becauseofthecomplicatedcomputationalprocess，theanalysisanddesignofmoststructurehastobesimplified，whichleadingtOthatonlythealong—windloadagainststmcturehasbeenconsidered，andtheinfluenceofwhollyresponseofthestructureunderacross—w

6、ind10adwerelessornotconsidered．ThistextreviewssolIstructureinteractionandthecurrentstudysituationonstructurewindshakebothathomeandabroad，adoptthestudymethodsimilartOstructurerespondunderalong—windload，aimatthewholeresponseofthestructureconsideringacro

7、ss·windloadandsoilstructureinteraction，namelyselect”TheInfluenceofSoil—structureInteractiontotheResponseofHigh—riseBuildingConsideringtheefrectofACROSS—windLoad”asresearchsubjectandcorrespondingresearchcontentsonthetopic．Thistext，accordingtobasebottom

8、bendpowerspectmmcurvegotfromhigh—frequencyshakingbalancetechnologyexperiment，hasformulatedtheformulaofacross··windloadpowerspectrum；AdaptsthetheoryofFast·-FourierTransform(thatiSsaid“FFT”】，formulatesthepowerspectrumofsynthesizedresponseofalong