超高層建筑風荷載反分析識別研究.pdf

1、超高層建筑具有柔度大、阻尼小、迎風面大等特點，對于這些建筑來說，其結(jié)構(gòu)的顯著特點就是，側(cè)向荷載－－風荷載是其最主要的控制因素。風力的大小對建筑結(jié)構(gòu)的安全有重要影響，但是在實際工程中，要準確測量結(jié)構(gòu)每一個位置受到的風力是十分困難甚至是不可能的。而一般而言，響應(yīng)測量的精度要比風荷載測量的精度要高，而且響應(yīng)的測量較為簡單方便。超高層建筑風荷載的反分析識別研究，旨在探尋一種“通過測量超高層建筑動態(tài)響應(yīng)來反向計算超高層建筑所受風荷載”的方法，這種

2、方法將有效解決現(xiàn)實工作中“超高層建筑結(jié)構(gòu)風荷載難以準確測得”的問題。
　　本文基于廣州珠江新城“昊和大廈”剛性模型風洞測壓試驗，利用所得風壓數(shù)據(jù)，通過對測孔風壓所在區(qū)域面積進行積分計算，并最終得到了該建筑各層的風荷載時程數(shù)據(jù)。這一風荷載時程數(shù)據(jù)，將作為該建筑在風荷載作用下進行正分析的輸入條件。在建立該建筑風荷載作用下結(jié)構(gòu)動力方程的基礎(chǔ)上，基于時程分析法（Newmark法）進行了其在風荷載作用下的時域分析，計算得到該建筑各層的位移、

3、速度和加速度響應(yīng)時程。
　　介紹了動態(tài)荷載反向識別的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，敘述了頻域內(nèi)和時域內(nèi)動態(tài)荷載反向識別的研究成果。詳細介紹并推演了超高層建筑風荷載的反分析識別方法，結(jié)合脈動風的空間相關(guān)性，提出了基于荷載歸一化統(tǒng)計平均方法的風荷載反分析識別方法，并給出了相應(yīng)的數(shù)學證明。
　　根據(jù)前已求得的該建筑的響應(yīng)，進行了風荷載反分析識別方法的工程實踐。運用統(tǒng)計學方法對前已求得的結(jié)構(gòu)的響應(yīng)進行分析，確定其可以用于進行風荷載反分析識別。采用

4、荷載歸一化統(tǒng)計平均方法對物理參數(shù)未知的結(jié)構(gòu)進行風荷載復(fù)合反演研究，根據(jù)自編的基于Matlab的程序進行計算，在成功識別出結(jié)構(gòu)剛度的同時反演出結(jié)構(gòu)的風荷載。對該方法對噪聲適用性進行了評估，結(jié)果顯示，在無噪聲條件下的參數(shù)識別與初值的選取無關(guān)，且最大誤差不超1％，風荷載反演結(jié)果與真實值相差很小。在噪聲水平達到30%時，識別誤差在10%左右，風荷載反演結(jié)果與真實值變化規(guī)律仍然趨同。
　　以測得的動力響應(yīng)來反演結(jié)構(gòu)的動態(tài)荷載，成為近年來興起