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為研究風荷載作用下高層建筑動力響應對其順風向等效靜力風荷載的影響,基于結構風致響應動力學理論、脈動風速功率譜密度函數(shù)與相干函數(shù)的維納辛欽關系及脈動風速準定常關系,采用隨機振動振型分解方法對高層建筑的風致響應進行了研究.首先,對高層建筑的平均風響應、背景風響應和共振風響應進行了理論分析,并推導出了沿結構高度分布的高層建筑順風向等效靜力風荷載理論計算公式；其次,通過對理論公式中各參數(shù)對計算結果的影響進行分析,提出了便于實際應用的高層建筑順風向等效靜力風荷載簡化計算方法；最后,設計了4個典型高層建筑算例模型,并與陣風荷載因子法(gust load factor method,GLF)和慣性風荷載法(inertial windload method,IWL)進行對比,研究了本文方法的可靠性和有效性.研究結果表明:當結構高度小于250 m時,3種方法所計算出的分布風力、剪力響應和彎矩響應偏差要大一些,GLF法計算結果最大,IWL法的計算結果最小,本文方法介于二者之間；當結構高度大于350 m時,分布風力的偏差在15%以內(nèi),對于剪力響應和彎矩響應的偏差在10%以內(nèi)；本文方法與IWL法在剪力響應方面的差異率在–1%～18%之間,與GLF法的差異率在–12%～5%之間；本文方法與IWL法在彎矩響應方面的差異率在–6%～10%之間,與GLF法的差異率在–16%～5%之間.
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工 程 力 學 97 0 50 100 150 200 250 300 0.0 2.0x10 9 4.0x10 9 6.0x10 9 8.0x10 91.0x10 10 順風 向彎矩 /(N · m) He ig ht /m 均 值 背 景分量 共 振分量 總 量 0 50 100 150 200 250 300 0.0 3.0x10 9 6.0x10 9 9.0x10 9 1.2x10 10 橫風向 彎矩 /(N ·m) He ig ht /m 背景 分量 共振 分量 總量 圖 3 選定建筑在 D 類風場中的彎矩響應 Fig.3 Bending moment of building in terrain category D 3.2 響應和廣義陣風效應因子隨風速的變化特征 本節(jié)討論響應和 GGEF 隨風速的變化。 計算了 不同風速下所選建筑在 B 類風場中的順、 橫風向的
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