克拉玛依市通讯新村12号住宅楼风振原因及减振效果评价

从克拉玛依市通讯新村12号住宅楼所处的自然环境条件、风振测试、楼房风荷载计算等方面,分析了12号楼房动力特性、楼房风振影响程度以及引起楼房风振原因。造成克拉玛依市通讯新村12号楼风振的原因是,该楼楼房基础互不相连,整体性差,而且楼房楼层高,基础浅,抗风能力差;其次是结构突出的0.5 m纵墙外挑墙垛,增强了风振响应。对该楼房采取减振措施后取得显著的减振效果,减振率达82%。     

横风向旋涡脱落的共振分析及在工程上的应用

结构在风荷载作用下，不但会出现顺风向平均风响应和脉动风引起的风振响应，而且必然同时出现横风向旋涡脱落风振，当横风向旋涡脱落频率与结构的某阶自振频率一致时，结构会产生极大的横风向共振，以致引起结构的损坏或破坏。在阐述横风向旋涡脱落频率共振的基本原理基础上，结合工程实际，对某一电信楼的避雷针结构进行了横风向风振(旋涡脱落)的校核与计算，得到了一些有益的结论与建议，为避雷针的进行风振控制提供了可靠的参考依据。     

弦支穹顶屋盖结构的风振响应研究

弦支穹顶屋盖结构的自重较轻,风荷载作用是结构设计的控制因素,应当对其风振动力响应进行研究.本文采用AR法并结合MATLAB软件对某体育馆椭圆形弦支穹顶屋盖结构的风速时程进行模拟分析,然后进行结构风振响应时程的有限元分析,得出了结构的风振系数和一些有意义的结论:其节点位移风振系数为1.74,位移风振系数随着初始预应力水平的增大而增大;风振响应过程中,拉索的预应力有所降低,靠近结构中心位置拉索的预应力损失率比靠近外部的大;初始预应力越大,预应力损失率越小;弦支穹顶结构环索预应力水平的降低会对结构的风振响应有不利的影响;弦支穹顶屋盖结构只考虑等效静力风荷载作用的结构抗风设计偏于不安全,应当考虑脉动风的作用.     

大跨度球面网壳结构的风振系数研究

大跨度球面网壳结构应用日趋广泛,其结构特点使风荷载常常起主要甚至是控制作用,风振动力响应研究日益受到关注与重视。本文讨论了网壳结构风振响应时程分析计算方法,并采用节点位移风振系数来衡量网壳结构风振特性。对角锥型双层球面网壳结构进行了不同几何参数即跨度、矢高、球壳厚度等多种情况下的位移风振系数的研究,得出该类网壳的风振系数随几何参数的变化规律,并回归出计算公式,为双层球面网壳结构的抗风设计提供参考。     

混沌遗传算法在高层结构风振控制优化中的应用研究

将混沌遗传算法(Chaos Genetic Algorithm,简称CGA)引入高层结构的风振控制优化中,对采用黏弹性阻尼器来控制风振响应的高层结构进行参数优化;用Matlab语言编制了均布法、迭代法、简单遗传算法(Simple Genetic Algorithm,简称SGA)和混沌遗传算法的风振控制优化分析程序;对9个高层结构进行风振控制优化,对比了算法程序的计算效率以及无控、均布、迭代、SGA和CGA工况下的结构风振响应。研究结果表明:混沌遗传算法可以应用于高层结构风振控制优化之中;混沌遗传算法的计算效率比简单遗传算法最高提升了29%;经混沌遗传算法优化后,黏弹性阻尼器附加给结构的附加阻尼比与均布和迭代相比最高分别提高了61%和22%,CGA工况的顶层加速度响应与均布和迭代法相比最高分别减小了14%和12%。为高层结构风振控制优化研究提供了新思路,具有一定的理论价值和实际意义。     

组合网壳屋盖结构风振响应分析及等效静风荷载

结合惠州会议展览中心风洞试验结果,对波浪形组合网壳结构的风荷载和风振响应进行了分析,包括：24个风向角下屋盖荷载分布特性分析;结构整体和局部的自振特性分析;根据风洞试验结果对6个风向角（0°、30°、45°、90°、135°和180°）进行结构的风致动力响应分析。根据风振响应分析结果,基于响应的不同振动特点,提出将屋盖结构分为独立屋盖结构、屋盖结构两端挑棚结构和整体屋盖结构3个部分,指出对这3部分最不利的风向角分别为0°、30°、90°。最后综合考虑各个风向角下结构的响应及风振系数,给出了最终的风振系数建议值。     

弦支穹顶结构动力反应分析

以天津开发区商务中心大堂的弦支穹顶为研究对象,分析了弦支穹顶结构体系的自振特性,分别运用随机模拟风振分析方法和时间历程分析方法,对其进行了风振和地震反应分析,得到了结构在动力荷载作用下的响应时程,并对分析结果进行了频谱分析和统计分析。研究发现弦支穹顶结构的自振频率呈密集型分布,且振型复杂;结构的风振响应基本以受迫振动为主,没有出现明显的峰值共振现象;结构的地震响应在前几阶基频处出现了较为明显的峰值共振现象;从振动的幅值角度看,风荷载的动力作用效应相对于地震荷载要显著。     

基于风速时程的体育场挑篷结构风振响应分析

依据自回归(AR)法,确立了考虑风速时程空间相关性的模拟方法,并利用Matlab语言编制了相应的程序。基于上述方法,模拟了某体育场挑篷结构的风速时程,并对所得风速时程离散值进行数理统计分析,结果表明模拟谱与目标谱吻合较好。根据结构风振响应分析的需要,将模拟风速转变为风荷载对结构进行时程分析,获得了结构风振响应,为结构抗风设计提供依据。计算表明,基于风速时程的结构风振响应分析方法可有效分析体育场挑篷的风振响应。     

多阶梯被动变阻尼装置高层建筑风振控制性能化设计方法

多阶梯被动变阻尼装置(multi-stage passive variable damping device, MPVDD)能够随外部激励速度变化机械式实时改变阻尼系数,同时不需要外部能量供给和反馈控制,与粘滞阻尼器相比,MPVDD耗能效果明显。在不同阶数MPVDD控制下的高层结构响应控制效果分析表明,多阶梯被动变阻尼装置出力范围大,可用于风振控制。根据风振分析结果提出了针对多阶梯被动变阻尼装置的风振控制性能水准和性能指标,以及多阶梯被动变阻尼装置高层建筑风振控制性能化设方方法,该设计方法可以对不同重现期的风荷载激励下的结构响应针对性设计,最后通过工程实例设计给出了完整的设计过程,从而证明了该方法对高层建筑风振控制的有效性和可行性。     

考虑叶片与塔架耦合作用的风电塔架风振响应分析

现有的风力发电塔架风振响应分析大多忽略叶片与塔架的耦合作用,而由于叶片质量和扫略面积较大,对风力发电塔架风振响应分析的影响不可忽视,因此,在风电塔架的研究中考虑叶片对塔架的影响,其结果会更加接近实际情况。本文考虑叶片与塔架耦合作用对风力发电塔架风振响应的影响,建立了相应的力学模型和运动方程。分别对有无叶片塔架耦合作用进行模态分析,比较了两者的固有频率。并通过MATLAB软件编写程序得到脉动风荷载时程曲线,最后在ANSYS中对风电塔架脉动风荷载进行时程分析,得到两种不同风电塔架模型的风振响应时程曲线,比较了两者在同一高度处的位移、速度和加速度反应,为进一步研究实际风电塔架结构提供了可靠的理论依据。     

高层建筑附着升降脚手架风振系数研究

附着升降脚手架是适应高层建筑,特别是超高层建筑施工需要的新型脚手架,近年来,在我国应用较为广泛。风荷载是该类脚手架的主导设计荷载,特别是当爬升至150m高度以上时,风荷载对脚手架的安全使用起着决定性作用。风振系数是脚手架风荷载计算中的重要参数之一。本文通过对脉动风作用下附着升降脚手架与建筑结构共同工作的随机振动分析,得到了附着升降脚手架在爬升阶段和下降阶段的风振系数表达式。对本文大量电算结果与现行国家标准和地方规程的有关规定进行了比较分析后认为,脚手架在爬升阶段和下降阶段的风振系数与所附着建筑结构的风振系数有着不同的数值及变化规律。现行国家标准和地方规程对于爬升高度超过100m时将某一位置处脚手架的风振系数用建筑结构在该点的风振系数来近似代替,或根本不计入风振系数的做法,会使得附着升降脚手架的风荷载计算在爬升阶段以及下降阶段产生不同性质或不同程度的误差。本文建议不论附着升降脚手架的使用高度是否已超过100m均应计算脚手架自身的风振系数。     

高层建筑利用TLD减小风振反应的研究

本文利用调频液体阻尼器（TLD）对高层建筑风振响应进行了控制研究。通过理论计算与分析探讨了TLD中液体质量变化及TLD安装位置的不同对所研究的高层结构风振控制作用的影响，给出了合理的计算结果。     

压电材料智能摩擦阻尼器对高耸钢塔结构风振反应的半主动控制

压电材料是一种新型智能材料。本文将压电材料和被动摩擦阻尼器相结合设计出一种新型智能摩擦阻尼器,并采用基于经典最优控制理论的半主动控制策略对高耸钢塔结构风振反应的控制进行了研究,对国内即将兴建的第一高钢电视塔──合肥翡翠电视塔进行了算例分析。为满足摩擦阻尼器对高耸钢塔结构风振控制的特殊需要、文中还建立了房耸钢塔结构的空间桁架有限元模型和串联多自由度体系模型,并在形成广义控制力作用位置矩阵和计算摩擦阻尼器两端的相对位移的过程中综合地运用了这两种力学模型。本文研究表明,压电材料智能摩擦阻尼器可以有效地抑制高耸钢塔结构的风振反应。     

某电信楼避雷针结构的动力响应分析

某电信楼的避雷针结构为一变截面钢管塔，在风荷载的作用下，常会引起塔顶位移过大而影响其正常使用。本文采用有限元程序ANSYS5．7，对避雷针钢管塔的自振频率和振型进行了计算，并用现场的实测结果验证了计算结果的准确性；在此基础之上，还计算了避雷针塔顶在脉动风荷载作用下的位移响应，从而为避雷针的风振控制提供了可靠的参考依据。     

百米级高层隔震结构一体化设计及风振舒适度评估研究

《建筑隔震设计标准》（后简称《隔标》）是我国第一部专门指导隔震设计的国家级标准。由于目前基于新规范完成隔震设计的实际工程较少,尤其是百米级高层隔震结构在我国还尚属少见,为此针对某百米级住宅公寓楼实际工程展开研究,根据《隔标》完成隔震设计,并从经济性的角度出发,对比了一体化直接设计法与传统分部隔震设计法的配筋结果;最后结合现行规范对高层隔震结构的风振舒适度进行了评估。研究结果表明：一体化直接设计方法在显著提升隔震结构安全的同时还具有较好的经济性,即使隔震结构设防目标由小震提升至中震,即地震作用提升约3倍的前提下,该高层隔震结构总用钢量的增加仍控制在15%以内;百米级高层隔震结构在1年、10年风荷载作用下均出现了舒适度问题,最大风振加速度响应分别达到了10.3 gal和18.0 gal,超出规范限值71.7%和20%,在未来的隔震结构抗风设计中,高层隔震结构的风振舒适度问题应引起足够重视。     

广州新光大桥良态及台风气候抖振试验研究

采用Monte-Carlo台风随机模拟算法模拟台风风场特性并根据风荷载规范良态气候风环境参数建议的取值,在大气边界层风洞中利用被动紊流发生装置再现了广州新光大桥桥位处良态和台风两类气候模式风环境特征,详细比较了两类风环境新光大桥施工和运营状态、设计风速等因素对于新光大桥跨中主梁、主拱肋和施工塔架风致抖振响应的差异,初步解释了抖振响应差别的主要原因。     

多层框架结构弹性和弹塑性动力响应比较分析

结构在静荷载作用下,考虑材料塑性变形所得到的结构某点的位移响应大于不考虑塑性变形(即认为结构为完全弹性)所得到的位移响应。通过基于LSDYNA程序的计算分析发现,相同的结论并不适用于结构在动力荷载作用下的响应。进入弹塑性阶段后,可以认为结构的动力响应受两个因素影响:(1)刚度降低引起结构振动特性的改变;(2)塑性变形引起的位移增长。这两个因素的影响程度决定了结构在动力荷载作用下由弹性阶段过渡到塑性阶段后的各种响应的改变。     

无矩阵迭代法在膜结构风振耦合分析中的应用

提出在采用浸入物体法（IOM）对膜结构和空气流体建模时,可以采用带有预定条件的无矩阵Newton-Krylov迭代算法求解浸入物体法,并引入了预定条件矩阵。将提出的无矩阵迭代方法应用于一双坡型膜结构的风振耦合分析中,得出了结构的风压和风速分布,并对带有预定条件和不带预定条件的无矩阵迭代算法进行了对比。结果表明,将带有预定条件的无矩阵迭代算法应用于膜结构风振的耦合分析中,可以得到准确结果,并使计算效率大大提高。     

叠层橡胶支座隔震结构地震响应的突变分析

为全面分析地震破坏过程中由非线性引起的,如突变和滞后效应等某些复杂特性,本文在现有的动力分析模型基础上引入了非线性恢复力,并用突变理论分析方法对改进后的模型进行分析,结果表明叠层橡胶支座参数的微小变化使响应振幅及其突变值、振幅响应的不稳定区域等特性产生明显变化,反映出隔震结构的地震响应特性对参数变化非常敏感。由于支座阻尼的耗能作用,当阻尼较大或激振力、非线性参数较小时,地震响应的突变现象消失,产生"伪线性"特性。     

基于CSI效应的直线电机驱动塔系结构风振控制研究

控制系统与结构振动的相互作用(Control Structure Interaction,简称CSI)广泛存在于结构与主动控制系统之间,然而目前在直线电机驱动的塔系结构风振控制研究中往往没有充分考虑CSI效应,使得理论控制效果与实际控制效果存在偏差。为了考察CSI效应对塔系结构风振控制的影响,首先以电磁驱动AMD系统"电-力-运动"相互关系模型为基础,建立考虑CSI效应的塔系结构直线电机驱动AMD风振控制系统模型;其次综合权衡计算效率和控制精度的关系,选取考虑低阶CSI效应模型以及最经典的LQR控制算法。在此基础上,对该塔系结构确定是否考虑CSI效应进行相应的控制分析。结果表明,CSI效应在塔系结构风振控制中起着重要的作用,制定与实际工程结合更佳的直线电机驱动AMD系统风振控制方案中需要考虑CSI效应,为以后在实际工程中推广应用提供一种新思路。