高耸钢塔结构风振响应分析.pdf

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1、2014年第4期·59·第40卷总第180期SichuanBuildingMaterials2014年8月DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2014.04.027高耸钢塔结构风振响应分析曹丽珍(同济大学建筑工程系,上海摇200092)摇摇摘摇要:本文首先介绍了风荷载模拟基本理论,并按成,塔设计为全钢结构。此塔为景观功能及发射功能塔,Davenport风速谱理论,借助数值分析软件MATLAB编制谐不具备上人观光功能,塔上碟形装饰性塔楼及各平台仅仅波叠加法程序,模拟了场地上不同高度处具有空间相关性作为检修平台,供检修人员使用。电视塔的设计使用年限2的钢塔结构的

2、脉动风荷载时程曲线。在模型降阶的基础上,为50年,基本风压0郾5kN/m,地面粗糙度为B类。24郾55将模拟得到的风荷载时程加到模型上,利用Newmark-茁方m以下塔身为正六边形截面塔架,标高24郾55~33郾45m,法进行风振响应时域计算,通过SAP2000有限元软件模拟为碟形塔楼。标高36郾9~67郾5m是天线段,为正四边形截计算得到结构的风振响应。面空间桁架,总高度约为30郾6m,分为两段,边宽分别为摇摇关键词:脉动风模拟;谐波叠加法;Newmark-茁方1郾8m和0郾7m,变截面处设有一层过渡段。总体造型如图法;动力时程分析1所示。摇摇中图分类号:TU391文献标志码:A70.00

3、文章编号:1672-4011(2014)04-0059-04TheAnalysisofWind-inducedVibration05天线段．1ResponseofHighRiseSteelTower51CAOLizhen54.850(DepartmentofBuildingEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)天线段0Abstract:Inthispaper,accordingtoDavenportwinds5.97pectrumtheory,withnumericalanalysissoftwareMATLABsim鄄1ulat

4、ionofthepreparationofthesuperpositionofharmonicdrive36.900curvesatdifferentheightssteeltowerstructurewithaspatialcor鄄relationoffluctuatingwindloadsonthevenue.Onthebasisof蝶形装饰性塔楼modelreduction,basedonthesimulatedwindloadingprocess不上人，周边封闭whenappliedtothemodel,usingNewmark-茁methodofcalcu鄄latingthetim

5、e-domainresponseofwind-inducedvibration,windvibrationresponseofstructure.Keywords:simulationoffluctuatingwind;harmonysu鄄00perpositionmethod;Newmark-茁method;time-domain.963method正四边形井道不封闭0摇前摇言高耸钢塔结构是一种特殊结构形式,其结构高度较高、±0.000横截面相对较小、横向荷载起主要作用。近年来,随着结构需求的提高和技术的进步,高耸钢塔结构的设计高度越图1摇某钢结构电视塔总体造型图/m来越高,并向着复杂化的

6、方向发展。在这种趋势下,风荷载和风振响应成为了结构设计的关键因素。风荷载是作用2摇基本理论在结构上的重要动力荷载之一,它是由于空气流动而作用在结构上的一种压力,其本质是一种随时间而波动的动力2郾1摇风的特性荷载,引起结构产生振动和变形。本文将对某钢塔结构进风是一种非常复杂的自然现象,它是空气相对于地面行风荷载作用下的动力时程分析。的运动。因太阳对地球大气加热的不均匀性,导致不同地区产生压力差,从而产生趋于平衡的空气流动,便形成了1摇工程概况风。从大量风的实测资料可以看出,在风的顺风向时程曲本文所研究的某钢结构电视塔的高度为70m,其中避线中包含长周期和短周期两种成分,根据这两种周期成分,雷针

7、高2郾5m,由塔身、塔楼、井道、天线等四个部分构通常把风分为平均风和脉动风,如图2所示。平均风的周期长,其值通常在10min以上,它远离一般结构物的自振作者简介:曹丽珍(1990-),女,柬埔寨人,在读硕士研究生,研究方周期,在给定的时间间隔里,一般认为它的速度、方向及向:高耸结构。其他物理量均不随时间变化,作用于结构时产生的荷载相·60·2014年第4期2014年8月SichuanBuildin