天津国际贸易中心大厦风致振动与动力风荷载研究.pdfVIP

第五届全国风工程及工业空气动力学学术会议论文集 天津国际贸易中心大厦风致振动及动力风荷载研究 顾明、杨蔚彪’，王晓勇、陈伟．施宗城 同济大学，上海200092 一～～一～ 引言 ～～一一～～一 !鑫一一一一一在鼢雕唷旧的 风动致侠情塔 1 试验设备、试验模型及试验概况 一一一一～一一 试验在同济大学TJ一3大型风洞中进行．模型缩尺比为1／400．考虑以该 一一一一一一一 建筑为中心、半径为650m以内的主要高层建筑的影响．浏压模型上布置 了434个测压点，沿高度方向分为19层．在风洞中模扭了c类地貌的边界 层风场．试验风向角闯隔loo，也即等间隔地模拟了36个风向的作用，试 验风速15nl，s． 有关详细情况参见文献f1】． 2风洞试验结果 2．1梯度风高度上的参考风速Uf和参考风压只 年、30年、50年和】00年重现期的参考风速珥和参考风压尸，如下： 重现期(年) 10 30 50 100 I 参考风速￡‘(觚) 40．78 44．7 46．5 48．8 1．039 1．248 1．350 1．492 i参考风压只=p讲／2(KPa) 注：规范中统一取p倥=l，1600临’ ‘冶金工业部建筑研究总院100088 ．i00． 2．2风洞试验结果 s长的 通过36个工况的试验，对每个测压点、每个风向角均记录了16 风压时域信号(10：000个数据)加上所采集的参考总压和静压的数据，总 共记录了2亿多个数据．通过处理和分析，获得了各测压点在各风向来流 作用下的以梯度风速为参考风速的平均风压系数C。(静压系数)和均方 根风压系数C。(脉动风压系数)，详见文献12】2的附录B． 3 主塔楼的风致振动及动力风荷载 工程应用中，作用在结构上的风荷载包括静力风荷载和动力吼荷 载．其中静力风荷载由风洞试验中得到的平均风压系数和结构外形特征 直接计算得到，而动力风荷载则由结构振动产生，可近似用振动惯性力 来描述． 3．1主要分析公式 根据随机振动理论可导出结构：高度处第J阶位移响应均方 G．vi(z) 为： 喇2警 式中：6，，为y方向位移响应的第，阶振型脉动增大系数 氕，叫厩而=r耐‰∥ “，称为y方向第，阶振型影响系数 q(‘，z1)q(岛，z：)Coh(s，，是，％：：)ax．出。出，dz：】5 w。是基本风压；∥为峰因子；根据国内有关规范取2．0～2 5；p，(=)为第J阶y 方向弯曲振型；彩，为y方向第，阶圆频率：式中其它系数可参见文献{21。 |v阶振型的总响应均方根可由下式计算： dy= (4) ·10J· 根据加速度响应和位移响应之关系，可以方便地得到结构在y方向的 第J阶加速度响应均方根 吲加华 (5) 式中磊，，称为，’方向第／阶加速度响应的脉动增大系数 矗J《∽褊够 动力分析坐标系统定义见图1。 根据结构加速度根方差响应，可计算出结构振动惯性力沿塔髅高度的 分布．进一步根据该塔搂的静力风荷载和动力风荷载，可计算得到