基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的施工期高層建筑風(fēng)致振動(dòng)研究.pdf

1、在近幾十年,由于暴風(fēng)災(zāi)害給世界各國(guó)造成的巨大的損失,風(fēng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)受到了人們的高度重視。同時(shí)風(fēng)荷載在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特別是高層和超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性越來越突出。隨著高層建筑在世界范圍內(nèi)的迅速發(fā)展,針對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)風(fēng)工程抗風(fēng)理論研究也逐漸成熟,各國(guó)學(xué)者對(duì)高層建筑的風(fēng)場(chǎng)特性都做了不同程度的理論、風(fēng)洞試驗(yàn)或者現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)等方面的研究,在結(jié)構(gòu)的風(fēng)速譜及建筑物表面風(fēng)壓特性有了很系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),但是對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)在施工期的風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng)研究則相對(duì)較少

2、。因此,對(duì)于高層建筑,特別是結(jié)構(gòu)異型的高層建筑而言,在工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量施工期結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載激勵(lì)下的振動(dòng)響應(yīng)情況,對(duì)于研究結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)及其特性有非常重要的意義。為此,本文作了以下工作:
　?、賹?duì)于君御海城國(guó)際酒店項(xiàng)目,針對(duì)其建筑特性和現(xiàn)場(chǎng)條件,制定了實(shí)測(cè)的方案,進(jìn)行了風(fēng)速、風(fēng)向以及上下兩部分復(fù)雜造型鋼結(jié)構(gòu)的振動(dòng)加速度的測(cè)量,獲得了施工期風(fēng)致結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速度數(shù)據(jù)。
　?、诨趯?shí)測(cè)的一系列風(fēng)速譜與加速度曲線,運(yùn)用MATLAB軟件采用

3、隨機(jī)子空間的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到塔樓頂部鋼結(jié)構(gòu)在水平方向的兩個(gè)方向上結(jié)構(gòu)的一階振型頻率大小均為0.62Hz;西面裙樓天窗及雨棚鋼結(jié)構(gòu)在水平X方向及豎直Z方向上結(jié)構(gòu)的一階振型頻率大小為2.4Hz,而在水平Y(jié)方向上由于結(jié)構(gòu)剛度相對(duì)X方向較弱,識(shí)別得到的Y方向一階頻率大小為0.92Hz;同時(shí),通過程序分析也得到了結(jié)構(gòu)每階頻率對(duì)應(yīng)的阻尼比大小。對(duì)于西面裙樓天窗及雨棚鋼結(jié)構(gòu):在X方向上,結(jié)構(gòu)一階振型頻率為2.4Hz所對(duì)應(yīng)的阻尼比大小為0.021

4、;在Y方向上,一階振型頻率為0.92Hz所對(duì)應(yīng)的阻尼比大小為0.013;Z方向上,一階振型頻率為2.4Hz所對(duì)應(yīng)的阻尼比大小為0.022。對(duì)塔樓頂部鋼結(jié)構(gòu):在X方向上,一階振型頻率為0.62Hz所對(duì)應(yīng)的阻尼比大小為0.063;在Y方向上,一階振型頻率為0.62Hz所對(duì)應(yīng)的阻尼比大小為0.085。通過測(cè)量數(shù)據(jù)識(shí)別出的結(jié)構(gòu)阻尼比與當(dāng)前各國(guó)的典型阻尼比值進(jìn)行對(duì)比可以看出,魚尾鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比與通常認(rèn)為的鋼結(jié)構(gòu)阻尼比2％吻合度較好,魚頭結(jié)構(gòu)識(shí)別出

5、的阻尼比大小與常用的典型阻尼比5％相比略微有些偏大。
　?、墼趯?shí)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,分析結(jié)構(gòu)的峰值加速度振動(dòng)響應(yīng),得到結(jié)構(gòu)在臺(tái)風(fēng)“尤特/Utor”登陸過程中各個(gè)方向上結(jié)構(gòu)最大振動(dòng)加速度為0.059398m/s2。通過查找各國(guó)規(guī)范,與常用的舒適度標(biāo)準(zhǔn)中人們可以感受的限值0.10m/s2對(duì)比可以分析該酒店的居住舒適度滿足要求。
　　④采用SAP2000軟件建模并對(duì)其施加風(fēng)力時(shí)程分析結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)特性,得到結(jié)構(gòu)的一階固有頻率大小為0.5