高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)重耦合效應(yīng)研究

第1章 緒論

1．1 引言

1．2 高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載計(jì)算理論的發(fā)展與現(xiàn)狀

1．2．1 高聳結(jié)構(gòu)順風(fēng)向響應(yīng)

1．2．2 等效靜力風(fēng)荷載

1．2．3 我國(guó)規(guī)范對(duì)于等效靜力風(fēng)荷載的規(guī)定

1．3 高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)重耦合效應(yīng)及其分析方法

1．3．1 兩種二階效應(yīng)

1．3．2 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述

1．3．3 國(guó)內(nèi)規(guī)范條文規(guī)定

1．3．4 重力二階效應(yīng)計(jì)算方法

1．4 研究目的與內(nèi)容

1．4．1 研究目的

1．4．2 主要內(nèi)容

參考文獻(xiàn)

第2章 高聳結(jié)構(gòu)單側(cè)風(fēng)重耦合動(dòng)力方程計(jì)算

2．1 基本假定

2．2 計(jì)算模型與方程

2．2．1 分析模型

2．2．2 方程推導(dǎo)

2．3 方程求解與驗(yàn)證

2．3．1 差分離散

2．3．2 方程求解

2．3．3 方程驗(yàn)證

2．4 順風(fēng)向時(shí)程算例

2．4．1 算例條件

2．4．2 脈動(dòng)風(fēng)荷載風(fēng)速曲線(xiàn)

2．4．3 結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的振動(dòng)

2．5 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

附錄

第3章 計(jì)入風(fēng)重耦合效應(yīng)高聳結(jié)構(gòu)順風(fēng)向隨機(jī)風(fēng)振響應(yīng)

3．1 風(fēng)重耦合效應(yīng)下結(jié)構(gòu)隨機(jī)響應(yīng)解

3．1．1 非線(xiàn)性方程求解的方法

3．1．2 方程的分解

3．1．3 脈動(dòng)動(dòng)力方程解耦

3．1．4 非線(xiàn)性項(xiàng)的取舍

3．1．5 方程線(xiàn)性化

3．1．6 結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)

3．2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)順風(fēng)向風(fēng)重耦合效應(yīng)的影響

3．2．1 相關(guān)分析參數(shù)

3．2．2 平均風(fēng)作用下位移的變化

3．2．3 結(jié)構(gòu)體系基頻的變化

3．2．4 結(jié)構(gòu)脈動(dòng)風(fēng)響應(yīng)的變化

3．2．5 幾何非線(xiàn)性影響程度

3．3 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第4章 計(jì)入風(fēng)重耦合效應(yīng)順風(fēng)向等效靜力風(fēng)荷載

4．1 計(jì)入風(fēng)重耦合效應(yīng)高聳結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)抗力

4．2 結(jié)構(gòu)恢復(fù)力方差

4．3 等效靜力風(fēng)荷載的分布值

4．3．1 背景風(fēng)荷載分布值

4．3．2 慣性力風(fēng)荷載分布值

4．3．3 重力風(fēng)荷載分布值

4．3．4 算例

4．4 等效靜力設(shè)計(jì)風(fēng)荷載

4．5 計(jì)入風(fēng)重耦合效應(yīng)后風(fēng)振系數(shù)的變化

4．5．1 結(jié)構(gòu)重剛比的影響

4．5．2 結(jié)構(gòu)阻尼的影響

4．5．3 地貌系數(shù)的影響

4．5．4 基本風(fēng)壓的影響

4．6 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第5章 計(jì)入風(fēng)重耦合效應(yīng)高聳結(jié)構(gòu)橫風(fēng)向隨機(jī)風(fēng)振響應(yīng)

5．1 高聳結(jié)構(gòu)橫風(fēng)向風(fēng)效應(yīng)

5．1．1 橫向風(fēng)激勵(lì)機(jī)理

5．1．2 各國(guó)規(guī)范表述

5．1．3 橫向風(fēng)振動(dòng)計(jì)算方法

5．2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)橫風(fēng)向風(fēng)重耦合效應(yīng)的影響

5．2．1 重剛比的影響

5．2．2 結(jié)構(gòu)阻尼的影響

5．2．3 地面粗糙度的影響

5．2．4 順風(fēng)向平均風(fēng)速的影響

5．2．5 截面深寬比的影響

5．3 矩形截面高聳結(jié)構(gòu)橫風(fēng)向等效靜力風(fēng)荷載

5．4 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第6章 計(jì)入風(fēng)重耦合效應(yīng)超高層建筑三維響應(yīng)分析

6．1 計(jì)人風(fēng)重耦合效應(yīng)超高層建筑三維有限元方程

6．1．1 基本假設(shè)

6．1．2 層間構(gòu)件端部力與位移的關(guān)系

6．1．3 樓層受力平衡方程

6．1．4 最終矩陣方程

6．1．5 方程的簡(jiǎn)化

6．2 偏心結(jié)構(gòu)風(fēng)重耦合效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響

6．2．1 偏心結(jié)構(gòu)風(fēng)重耦合效應(yīng)對(duì)頻率和模態(tài)的影響

6．2．2 三維風(fēng)振頻域計(jì)算方法

6．2．3 參數(shù)分析

6．3 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

附錄

第7章 設(shè)置調(diào)諧減振器高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)

7．1 液體調(diào)諧阻尼器背景資料

7．1．1 TLCD原理的研究

7．1．2 TLCD實(shí)驗(yàn)工作

7．2 設(shè)置LCVA高聳結(jié)構(gòu)順風(fēng)向減振分析

7．2．1 水箱與主結(jié)構(gòu)動(dòng)力方程

7．2．2 脈動(dòng)風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)

7．2．3 LCVA參數(shù)特征分析

7．3 計(jì)入風(fēng)重耦合效應(yīng)高聳結(jié)構(gòu)順風(fēng)向LCVA減振分析

7．3．1 主結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程

7．3．2 傳遞函數(shù)封閉解

7．3．3 風(fēng)重耦合影響參數(shù)分析

7．4 計(jì)人風(fēng)重耦合效應(yīng)高聳結(jié)構(gòu)橫風(fēng)向LCVA減振分析

7．4．1 求解方法

7．4．2 風(fēng)重耦合影響參數(shù)分析

7．5 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第8章 成果回顧與展望

8．1 工作總結(jié)

8．2 創(chuàng)新點(diǎn)

8．3 研究工作展望2100433B

《高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)重耦合效應(yīng)研究》主要闡述了高聳結(jié)構(gòu)的風(fēng)重耦合效應(yīng)，包括由問(wèn)題產(chǎn)生、機(jī)理分析、計(jì)算方法到規(guī)律研究。研究?jī)?nèi)容包括順風(fēng)向、橫風(fēng)向和_三維風(fēng)振響應(yīng)分析，同時(shí)還介紹了風(fēng)重耦合效應(yīng)的計(jì)算方法、等效風(fēng)荷載及高聳結(jié)構(gòu)液態(tài)調(diào)諧阻尼器的減振效果等。

《高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)重耦合效應(yīng)研究》可以作為結(jié)構(gòu)風(fēng)工程方向研究生的學(xué)習(xí)用書(shū)，也可以供各類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員學(xué)習(xí)參考。

那么，為什么會(huì)產(chǎn)生人際上、學(xué)習(xí)上的耦合效應(yīng)呢？經(jīng)研究，一般認(rèn)為有如下幾個(gè)原因：

一是耦合的聯(lián)動(dòng)作用。在一個(gè)群體中，個(gè)體之間是有耦合的，耦合的越緊密，聯(lián)動(dòng)的作用就越大。學(xué)習(xí)的本質(zhì)也是一種互動(dòng)，這種互動(dòng)包括人際互動(dòng)、社會(huì)互動(dòng)，也包括自我互動(dòng)即內(nèi)部的我與自己對(duì)話(huà)。這種互動(dòng)，很重要的是班級(jí)耦合的結(jié)果，沒(méi)有這種班級(jí)耦合，互動(dòng)就會(huì)發(fā)生困難，學(xué)習(xí)也不可能進(jìn)步。可見(jiàn)，耦合效應(yīng)的產(chǎn)生與耦合的聯(lián)動(dòng)作用分不開(kāi)的。

二是耦合的情感作用。一般來(lái)說(shuō)，人際間只要有耦合就會(huì)作出情感上的反應(yīng)。心理學(xué)家李雷從幾千份人際關(guān)系的研究報(bào)告中，歸納出了人際耦合的八種情感反應(yīng)：即由一方發(fā)出的管理、指揮、指導(dǎo)、勸告、教育等態(tài)度和行為，會(huì)導(dǎo)致另一方的尊敬、服從；由一方發(fā)出的同意、合作、友好等態(tài)度和行為，會(huì)導(dǎo)致另一方的協(xié)助、溫和；由一方發(fā)出的幫助、支持、同情等態(tài)度與行為，會(huì)導(dǎo)致另一方的信任、接受；由一方發(fā)出的尊敬、信任、贊揚(yáng)、求援等態(tài)度和行為，會(huì)導(dǎo)致另一方的勸導(dǎo)、幫助；由一方發(fā)出的害羞、禮貌、服從等態(tài)度和行為，會(huì)導(dǎo)致另一方的驕傲、控制；由一方發(fā)出的反抗、懷疑等態(tài)度和行為，會(huì)導(dǎo)致另一方的懲罰、拒絕；由一方發(fā)出的攻擊、懲罰等態(tài)度和行為，會(huì)導(dǎo)致另一方的敵對(duì)、反抗；由一方發(fā)出的激烈、拒絕、夸大等態(tài)度和行為，會(huì)導(dǎo)致另一方的不信任、自卑。在人際互動(dòng)中可能按此八種模式進(jìn)行反應(yīng)，也可能按此外的其他模式進(jìn)行反應(yīng)，但有一點(diǎn)從中可見(jiàn)，人際耦合的反應(yīng)是情感因素左右的。賦之于積極的得到的將是積極的反應(yīng)。這是不是過(guò)去我們講的“近朱者赤，近墨者黑”呢？可見(jiàn)，耦合效應(yīng)是情感因素作用的結(jié)果。 解讀詞條背后的知識(shí) 星思考 通過(guò)故事和案例，對(duì)各種理論、定律、效應(yīng)、法則和現(xiàn)象進(jìn)行深度解讀，力求淺顯易懂，引領(lǐng)思考。

容易忽略的“耦合效應(yīng)”現(xiàn)象

在生活當(dāng)中，我們一定不能忽略耦合效應(yīng)。 我們不但要努力制造良好的耦合效應(yīng)，也要學(xué)會(huì)識(shí)別負(fù)面的耦合效應(yīng)。

這種耦合效應(yīng)比比皆是。例如戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，有一次楚莊王打了勝仗，在宮中歡宴百官，以示慶賀。天黑時(shí)分，忽然刮進(jìn)一陣疾風(fēng)，將蠟燭吹滅，宮中頓時(shí)漆黑一片。慌亂中，莊王最寵愛(ài)的妃子覺(jué)得有人扯了自己的衣袖。經(jīng)過(guò)一番掙扎，她撥下了那人頭上的帽纓，氣急敗壞地跑到莊王面前哭訴。莊王聽(tīng)后沒(méi)有追查失禮者，而是要大家都撥掉帽纓，然后才吩咐點(diǎn)上蠟燭，盡歡而散。三年后，晉國(guó)進(jìn)犯楚境。莊王率軍迎戰(zhàn)，發(fā)現(xiàn)有一位軍官總是奮不顧身、沖鋒在前。在他的帶領(lǐng)下，士兵們個(gè)個(gè)勇猛沖殺，把晉軍打得節(jié)節(jié)敗退。莊王頗感奇怪，再三追問(wèn)。那位將軍才說(shuō)：“三年前，臣下酒醉失禮，大王寬容而不加罪，我一直想用自己的生命來(lái)報(bào)答大王的恩典。雖肝腦涂地，也在所不惜。”莊王的寬容，引發(fā)了將軍以死相報(bào)的行動(dòng)。詩(shī)經(jīng)有言“投我以瓜，報(bào)之以瓊瑤”，古人云“來(lái)而不往非禮也” 等，說(shuō)的都是人際耦合而產(chǎn)生的效應(yīng)。

在學(xué)習(xí)中，這種耦合效應(yīng)更加明顯。一個(gè)耦合良好的班級(jí)，就可能互動(dòng)所有學(xué)生產(chǎn)生團(tuán)結(jié)、向上、善學(xué)、積極奮進(jìn)的品質(zhì)；如果耦合不佳，就會(huì)相互扯皮、拆臺(tái)，就會(huì)拖壞一班學(xué)生。平時(shí)，我們也都有這方面的體會(huì)，一個(gè)家庭父母如果都樂(lè)于學(xué)習(xí)，那么這個(gè)孩子也就不可能不樂(lè)于學(xué)習(xí)。在圖書(shū)館、在教室大家都在認(rèn)真學(xué)習(xí)，后進(jìn)門(mén)的人也不會(huì)大吵大鬧，而是認(rèn)真地學(xué)習(xí)。

本項(xiàng)目擬將柔性薄膜屋蓋結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象，采用理論分析、風(fēng)洞試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究不同類(lèi)型薄膜屋蓋的風(fēng)致流固耦合效應(yīng)。項(xiàng)目首先針對(duì)流固耦合機(jī)理，采用理論分析和數(shù)值計(jì)算的方法獲得考慮氣彈效應(yīng)的柔性薄膜結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性，進(jìn)而全面掌握不同薄膜結(jié)構(gòu)的基本氣彈性能；基于薄膜結(jié)構(gòu)的氣彈特點(diǎn)，構(gòu)造氣彈試驗(yàn)?zāi)Ｐ筒㈤_(kāi)展PIV試驗(yàn)研究，獲取詳細(xì)的薄膜屋蓋風(fēng)荷載和風(fēng)致響應(yīng)全過(guò)程信息；再通過(guò)和相關(guān)理論模型的對(duì)比研究, 評(píng)估幾種氣彈試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目煽啃院瓦m用性；基于上述理論推導(dǎo)和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果，建立新型薄膜結(jié)構(gòu)流固耦合數(shù)值計(jì)算方法，用來(lái)獲得薄膜結(jié)構(gòu)的風(fēng)致振動(dòng)形變與應(yīng)力狀態(tài)、漩渦場(chǎng)及風(fēng)荷載分布形態(tài)變化的全過(guò)程信息等。通過(guò)本項(xiàng)目的研究，揭示柔性薄膜結(jié)構(gòu)風(fēng)致流固耦合效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理，得到柔性屋蓋結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響規(guī)律，建立相關(guān)的分析模型與計(jì)算方法，研究成果將解決薄膜屋蓋結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。