广州西塔气动荷载特性及风致响应研究-华南理工大学风洞实验室.PDFVIP

振　动　与　冲　击 第３１卷第１６期 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ Ｖｏｌ．３１Ｎｏ．１６２０１２　  广州西塔气动荷载特性及风致响应研究 李小康，谢壮宁 （华南理工大学 亚热带建筑科学国家重点实验室，广州　５１０６４１） 　　摘　要：以４３２ｍ高的广州西塔的刚性模型多点同步测压风洞试验为背景，研究该超高层建筑结构气动荷载的竖 向相干特性，采用相干函数方法（ＣＦＭ）计算并替代气动力谱矩阵的互谱密度进行风致响应计算。结果显示，当经验指数 式相干函数的指数衰减因子取６ ８时，顺风向响应与精确结果较吻合，但在横风向上差别则比较明显。进一步计算了结 构参振模态数目对西塔风振响应计算结果的影响，结果表明：忽略高阶模态对结构顺风向的层间位移角响应的影响较大、 最大可产生９％的误差，但对结构横风向响应影响则很小，这意味着西塔风振响应仍由基阶模态控制。针对超高层建筑 横风向响应估算的可行方法进行了讨论和建议。 关键词：超高层建筑；风洞试验；相干函数；风振响应；高阶模态 中图分类号：ＴＵ３３１．３；Ｏ３２４　　　文献标识码：Ａ ＡｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｗｉｎｄｌｏａｄｓｏｎＧｕａｎｇｚｈｏｕＷｅｓｔＴｏｗｅｒａｎｄｉｔｓｗｉｎｄｉｎｄｕｃｅｄｒｅｓｐｏｎｓｅ ＬＩＸｉａｏｋａｎｇ，ＸＩＥＺｈｕａｎｇｎｉｎｇ （ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｕｂｔｒｏｐｉｃａｌＢｕｉｌｄｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４１，Ｃｈｉｎａ） 　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｗｉｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｏｎｔｈｅ４３２ｍｅｔｅｒｈｉｇｈＧｕａｎｇｚｈｏｕＷｅｓｔＴｏｗｅｒ（ＧＷＴ）ｂｙ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｕｌｔｉｐｒｅｓｓｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｎｒｉｇｉｄｍｏｄｅｌｉｎａｂｏｕｎｄａｒｙｌａｙｅｒｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌ，ｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｃｏｈｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｌｏａｄａｎｄｗｉｎｄｉｎｄｕｃｅｄｒｅｓｐｏｎｓｅ（ＷＩＲ）ｏｆＧＷＴｗａｓｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｃｒｏｓｓｐｏｗｅｒｓｐｅｃｔｒｕｍ ｄｅｎｓｉｔｉｅｓｏｆｔｈｅａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｆｏｒｃｅｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｏｈｅｒｅｎｃｅｆｕｎｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ（ＣＦＭ）ｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｅｍｐｉｒｉｃａｌ ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｄｅｃａｙｃｏｈｅｒｅｎｃｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｗｅｒｅｕｓｅｄａｓｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｓｏｆｏｆｆｄｉａｇｏｎａｌｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｓｐｅｃｔｒｕｍｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｍａｔｒｉｘ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＣＦＭｈａｓｈｉｇｈａｃｃｕｒａｃｙｆｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＷＩＲｉｎａｌｏｎｇｗｉｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｗｈｅｎｔｈｅｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ ｄｅｃａｙｆａｃｔｏｒｉｎｔｈｅｅｍｐｉｒｉｃａｌｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｄｅｃａｙｃｏｈｅｒｅｎｃｅｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ６ ８，ｂｕｔｉｔｉｓｎｏｔｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＷＩＲｉｎａｃｒｏｓｓｗｉｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｐａｒｔｉｃｉｐａｎｔｍｏｄｅｓｏｎＷＩＲｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ． Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓａｒｅｆｏｕｎｄｉｎｔｈｅａｌｏｎｇｗｉｎｄｒｅｓｐｏｎｓｅｗｈｅｎｈｉｇｈｅｒｏｒｄｅｒｍｏｄｅｓａｒｅｎｅｇｌｅｃｔｅｄａｎｄｔｈｉｓｃｏｕｌｄｌｅａｄｔｏａｍａｘｉｍｕｍ ｅｒｒｏｒｏｆ９％ ｉｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｓｔｏｒｙｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｇｌｅ．ＷＩＲｉｎａｃｒｏｓｓｗｉｎｄ