文档介绍：高层建筑结构风荷载研究与控制-结构理论随着现代材料技术和施工技术的发展,土木结构向着高、大跨、柔、轻质和低阻尼方向发展,使得结构对风的敏感性大大增强,风荷载正逐渐成为结构设计时的主要侧向荷载之一,甚至是决定性的设计荷载。因此对于高、长等柔性结构的抗风计算和设计是结构抗风安全的关键,具有重要意义。合理的进行结构抗风设计,是保证结构安全的重要因素,特别是超限高层建筑,由于它们的结构设计计算己经超出了相关规范及规程的要求。因此,在设计时应进行专门的研究,对于实际工程具有现实的指导意义。一、风对建筑结构的作用及结构抗风设计要求风荷载是建筑物的主要荷载之一,虽然其作用幅度比一般地震荷载小,但其作用频度却较地震荷载高得多。随着结构规模的增加(高度与长度),风荷载变得越来越重要以至于最后成为结构设计中控制性荷载,即非抗震设计时的荷载效应组合控制结构的设计。。静力风效应是指由于结构上的静力风荷载所引起的结构的静内力和静位移;动力风效应是指由结构上的脉动风荷载和漩涡干扰力所引起的结构的振动反应,包括振动内力、振动位移和振动加速度。。按风对建筑物作用力的方向不同可分为: (气流流动产生的阻力),包括静压力和动压力; (气体流动产生的漩涡扰力与湍流脉动压力); (包括背风向的吸力)。 ,主要涉及以下几个方面: ,也就是说结构的构件在风荷载和其他荷载的共同作用下内力必须满足强度设计的要求。确保建筑物在风力的作用下不会产生倒塌、开裂和大的残余变形等破坏和损伤。 ,以防止建筑物在风力作用下产生过大的变形,引起隔墙的开裂、建筑装饰和非结构构件损坏。 ,以防止人员对风力作用下引起的摆动造成不舒适感。二、高层建筑结构风荷载研究主要方法目前,对于高层建筑风荷载的研究其主要方法有: 、理论分析困难,要深入了解流体流经钝体建筑物所引起的许多复杂作用仍然需要进行物理实验。目前低速风洞试验是研究高层建筑风振响应的主要方法。 :1)频域法,它根据随机振动理论,建立了输入风荷载频谱特性与输出结构响应之间的直接关系。2)时域法,它是一种直接动力方法,是基于将随时间变化的风荷载作为计算的输入数据,结构的阻尼、刚度、质量分布是计算的对象,直接求解运动微分方程而最终得到动态响应数据。 ,它以流体动力学为理论基础,依靠先进的电子计算机用数值方法模拟风与结构的相互作用过程。三、风振控制。与结构自身的加固和加强相比结构中引进附加控制系统,具有明显的优势。结构控制是控制技术和建筑领域的交叉学科,是建筑模型下应用控制理论达到建筑安全、舒适目标的课题。