高耸电视塔脉动风荷载仿真及结构风振响应分析

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1、高耸电视塔脉动风荷载仿真及结构风振响应分析蔡丹绎李爱群张志强程文澶(东南大学土木工程学院南京210096)摘要：对音肥电视塔脉琦风荷载的仿真及其结构风振响应进行了分析。首先建立了脉琦凤荷载的功率谱密度函数矩阵采用频谱表示哇，仿真得到了作用在音肥电视塔上的与塔高竖向相关的19条脉翦凤荷载时程样车在此基础上．采用时程分析方哇计算了合肥电视塔的风振琦力响应。关键词：高耸结构风振响应频谱表示哇脒动风荷载仿真SIMULATIoNoFFLUCTUATING、vINDLoADoNⅢGH．RlSEToWERANDANALYS塔oFWDIILINDUCEDRESP0NSECaiDanyiLiAi@nZ

2、hangZhlqiangChengWenrang(Coll~gec】Enlg，Sowdle~UniversityHlg210096)Abst州：Tuesimulati~0ffluetuaUngwindloadacting吼HefeiTVw盯andthe~nd-inducd~brationpl圳se且TLy⋯档e耐inthispaper．Thematrixofpowerspectraldens崎眦tl川of日ucn呲i1gnd】0adis~tab]ishedt．Withritepecpre黉nt帆method，19samplesofflutteringwindloadaIesimula

3、l~d~siderlngtheverticale~lationTh⋯the1ndudvibr“嘶respo~ofegow~gjcalculaledKeywords：h／shstmct~e~d-inducedrespo~~pectral⋯se口l_嗍tae@odsimulallc~offluctuatingwindload合肥翡翠电视塔位于安徽省合肥市，是国内即验测量结构表面的风压值以及结构的风振响应，将动工兴建的第一高钢结构塔，具有广播电视发射但成本较高。因此，采用数值仿真技术进行脉动风与传输、微波通信和旅游观光等综合功能。塔总高速或脉动风荷载的时程样本的模拟，进而进行结构339rm

4、n，顶部安装有90m高的桅杆。下塔楼位于标动力响应分析，是非常有实际价值的。MonteCairo高60．5～69．5m处，设有综合层和空中旅馆。上塔仿真方法可以解决大量的随机问题，诸如非线性、随楼位于标高209～243m范围内，内设观景平台、旋机稳定以及参数激励等。其中，由Shinozuka教授倡转餐厅和贵宾房。因此，结构设计应在保证该塔结导的频谱表示法(SpectralRepresentationMethod)能够构安全性的前提下，同时满足使用舒适性的要求。仿真所需的样本，表征平稳或非平稳、一维或多维、合肥电视塔结构的基本自振周期为6．43s。相单变量或多变量的随机过程”。比于地震

5、作用的影响，结构的风效应更为显著，所以本文只研究由顺风向脉动风引起的结构振动，风荷载是引起结构侧向位移和振动的主要因素，甚至忽略结构与风之间的相互作用。依据国内有关的建起决定作用。作用在结构物上的风荷载主要包括顺筑结构规范，考虑脉动风的竖向相关性，建立脉动风风向的平均风和脉动风以及横风向的尾流涡旋干扰。荷载的功率谱密度函数矩阵。采用频谱表示法仿真平均风在空间上为非各向同性，平均风速沿高度的竖得到19条脉动风荷载的时程样本。在此基础上，采向风剖面服从指数函数；将平均风扣除后得到的脉动用时程分析方法计算合肥电视塔的风振响应。风被认为是具有非白噪声的高斯平稳随机过程。结构的风振分析一般可在

6、频域或时域中进行。l合肥电视塔上脉动风荷载模型的建立由于脉动风荷载是一种随机过程，频域分析能准确根据我国《建筑结构荷载规范》(GBJ10—87)地把握风荷载以及结构风振响应的随机特性，而时合肥市基本风压为0．30kN／，相应的设计最大平均域分析则更直观地描述风荷载作用和结构振动的全风速为21．9m／s，地貌粗糙度系数c类，为02，梯度过程，特别是能够进行结构非线性动力问题和疲劳风高为400in。鉴于本文研究电视塔舒适度性能，可问题分析。*国家自然科学基盘项目。风荷载是与结构体型和作用高度有关的竖向多第一作者：蔡丹绎男1971年3月出生博士讲师点激励作用，可以通过足尺建筑实测或风洞试收

7、稿日期：2000—10—2O60lndUSl'ia]Construction2001．V0l31．No．4工业建筑2001年第3I誊苹4期将平均风的重现期定为l0年一遇，重现期调整系数()=∑∑·为083。为简化计算，忽略了塔架与电梯井筒之间风效应的相互影响。本文采用Davenport提出的顺1日(∞^)lc0s[∞f+矾()+](3)风向脉动风速功率谱密度函数来推导脉动风荷载其中是下三角矩阵日()的第(i，m)个元素。功率谱密度函数。由脉动风压和脉动风速