风荷载作用下高层建筑系统的模型分析.pdf

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1、宿金成等：风荷载作用下高层建筑系统的模型分析35风荷载作用下高层建筑系统的模型分析宿金成，王幼清(哈尔滨工业大学土木工程学院。哈尔滨150090)【摘要】风荷载是随机变化的。考虑风荷载的随机性以及土一结构相互作用的计算方法对结构进行分析，与实际情况更接近。文中首先对风荷载的处理方法和土一结构体系的阻尼作分析，然后考虑脉动风的空间相关性应用谐波叠加法编制matlab程序模拟脉动风速时程。进而，分析刚性地基模型和土一结构模型的动力特性。以此为基础，对两种模型进行动力和静力分析。分析表明，地基土对结构整体的动力性能影响显著，土一结构模型的结构顶面最大水平位

2、移比刚性地基模型的大，基底剪应力比刚性地基模型的小。【关键词】土一结构；脉动风；随机分析；空间相关性【中图分类号】TU973．32【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2012)11—0035—03HIGH．IUSEOVERALLRESPONSEUNDERWINDLoADSUJin—cheng，WANGYou—qing(SchoolofCivilEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150090，China)Abstract：Windloadchangesrandomly．Conside

3、ringtherandomnessofthewindandsoil—structure，structuralanalysisisrealistic．First，windloadanddampingofsoil—structurewereprocessed．Second，windspeed—timecurvesweresimulated印plyingharmonicsuperpositionmethodbymatlab．Third，struc—turaldynamicpropertieswereanalyzedofrigid~undationandso

4、il—structuremode1．Finally，staticanddynamicanalysesofthemodelswereprocessed．TheresultsshowthatsoilissignificantlyO1"1structuraldynamicproperty．Themaximumhorizontaldisplacementofsoil—structureismorethanrigidfoundationmodel’S，butbaseshearstressisless．Keywords：soil—structure；windsp

5、eed—time；stochasticanalysis；spatialcorrelation风速时程是一个频域较宽且频率变化激烈的时构可能提前破坏。Wolf和Song于1994年提出了微变过程。脉动风的主要频率在0．01—1Hz范围内随时分有限元方法，并用于求解时域内无限介质的动态刚间随机变化，周期在1—100s范围内。考虑土一结构度矩阵。针对随机风和土一结构系统的整体研究，开相互作用，结构体系的整体刚度降低，建筑结构的自展的工作比较少。因此，有必要考虑土一结构相互作振周期进一步增大，频率进一步降低。与规范等效静用和脉动风的随机性，对结构进行整体动力

6、分析，分风荷载计算方法和刚性地基假设的计算方法相比，考析结构、基础、地基的响应。文中分析风荷载的加载虑风荷载的随机性以及土一结构动力相互作用的计方式，编制matlab程序模拟脉动风的时程曲线，然后算方法与实际情况更接近。对于脉动风和土一结构对刚性地基结构系统和土一结构系统分别进行规范动力相互作用的研究，国内外学者做了大量的工作。法等效静力分析和随机动力分析。由于实测资料较少，一般工程应用中，采用MonteCarlo1风荷载的处理法根据某些既定的统计参数产生一系列的时程样作用在结构上的风荷载通常按平均风压和脉动本，再对每个样本函数进行线性或非线性的结构

7、分风压两部分处理。《建筑结构荷载规范》的处理方法析，计算结构的动力风振响应。GrigoriuL3采用谐波叠是平均风压乘以风振系数作为风荷载标准值。这种加法模拟平稳高斯随机过程，并讨论了所模拟随机过处理方法风荷载是确定性的。实际上，脉动风的强度程的各态历经性。土一结构物动力相互作用的机理随时间变化，脉动风是引起结构顺风向振动的主要原十分复杂，描述其动力学行为的数学模型也十分复因。为此，可将脉动风处理为随机过程。为便于分杂。KrauthainlTler和Y．Chen对小范围土体考虑边析，一般假定脉动风速为零均值的正态平稳随机过界条件的数值模拟方法进行总结

8、，并将其应用于自由程。目前，脉动风速的模拟方法主要有：自回归法、谐场土体中；分析认为传统的方法低估了结构响应