基于Von-Karman谱的独立林木风倒机理的频率域分析

从频率域角度对独立林木的风倒机理等方面进行了研究。结果表明,前期研究所建立起来的动力学模型是合理的,并以此为基础,采用Von-Karman风谱模型计算出作用于林木的力谱,给出阵风频率的能量分配问题,从而获得基础弯矩谱,并给出基础弯矩极值的解析表达式,分析了影响参数变化灵敏度的原因。以悬铃树为例进行数值计算,得到了与测量值相吻合的有意义的结论,为后续研究和工程应用提供了理论基础。

干扰风作用下超高层建筑风谱特性研究

以CAARC标模为研究对象,通过采用刚性模型同步测压试验和高频覆面积分计算方法(HFPI),展开单一施扰情况下施扰建筑高度、位置对受扰建筑静力和动力风荷载特性的影响研究。研究结果表明:当施扰建筑处于受扰建筑上游正前方时,表现出遮挡效应;当施扰建筑处于侧向时,静力干扰系数均在1.0~1.1之间;施扰建筑对顺风向基底弯矩谱的影响较小,对横风向基底弯矩谱起到一定程度的削弱作用,且随着施扰高度增加,削弱程度会增加。

复杂周边环境下超高层建筑的强风动力响应特性

对处于强风地区复杂周边环境下的某方形截面超高层建筑分别进行了刚性模型测压试验和高频天平测力试验。基于测压试验得到的结构表面的风压分布,采用随机振动理论,进行了风致振动响应计算,结果表明其上下一致的方形截面导致漩涡脱落强烈,强风下横风向涡激响应非常显著,值得重视。在高频天平测力试验得到的基底弯矩谱上同样可以看到在涡脱频率附近的显著峰值。基于基底弯矩谱试验值同样计算了结构的风致振动响应,其结果与基于刚性模型测压试验计算的各响应非常接近,从而验证了2种试验方法的可靠性。

塔冠对方形截面超高层建筑横风向基底弯矩的影响

超高层建筑横风向风荷载是抗风设计中的主要控制因素之一,塔冠作为超高层建筑顶部结构,对横风向风荷载的影响尚不明确。利用高频测力天平技术,在大气边界层风场下对19种不同顶部塔冠的方形截面超高层建筑进行了测试,研究顶部开洞、阶梯变化、坡面变化和锥形变化等四大类塔冠形状对结构整体横风向气动力及功率谱的影响规律。试验结果表明:顶部开洞塔冠气动力受洞口迎风方向影响较大,洞口正面迎风状态下的横风向均方根系数值能够大幅减小;三角斜坡面及棱锥式塔冠对横风向均方根系数值的降低效果最为明显;塔冠差异不能改变超高层建筑横风向基底弯矩功率谱的形状,受塔冠类型及迎风方向的影响,不同塔冠形状下基底弯矩功率谱的峰值大小及卓越频率会发生改变,从而影响结构横风向的涡激共振特性。