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自上世纪八十年代开始,我国高层建筑得到了快速的发展,建造了大量的高层、超高层建筑。随着社会进一步发展,为了满足建筑美观和使用功能方面的更高要求,高层建筑的结构复杂程度远远超过以往规则的高层建筑。其中突出的一点问题就是结构的质量中心和刚度中心一般不能重合在同一条竖轴上,由此产生的结构平扭耦合效应将对结构响应产生复杂的影响。高层建筑是高柔结构,随着高度的增加,对风的作用愈加敏感,作用在结构上的风荷载逐渐地成为控制结构设计的主要荷载之一。因此本文对具有质量和刚度偏心的高层建筑的风振响应进行了研究。
本文介绍了目前结构抗风领域的研究方法、高层建筑风振响应的研究进展以及常用于模拟作用在结构上脉动风的方法:谐波叠加法。根据谐波叠加法的基本原理,编制了模拟风速与风荷载的程序。对某高层建筑表面节点处的风速和风荷载进行了模拟,对比了模拟风谱与目标风谱。
本文建立了偏心结构风振响应的计算模型,编制了程序用于计算结构的风振响应。分别采用ANSYS软件和自编程序计算了顺风向风荷载作用下某高层建筑的风振响应,对比了响应的计算结果,验证了本文编制的偏心结构风振响应的计算程序。
本文对某高层建筑进行了风振响应分析。分别考虑不同程度的结构质心和刚心移动,计算了对应情况下的结构风振响应,根据响应的计算结果分析了结构质心和刚心移动对结构风振响应的影响。