文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
高耸结构和高层建筑风振控制的等效设计风荷载
姓名:何钟山
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:瞿伟廉
20080501
要摘高耸结构和高层建筑是一种应用十分广泛的建筑结构型式,顺着建筑高度和高宽比的增加及钢结构的大量应用,风致振动引起的高耸结构和高层建筑不能满足结构刚度和舒适度的抗风设计要求的问题日益突出。除了采取积极调整结构布置,结构形式等方法以更好发挥结构功能外,越来越多的风工程学者和结构工程师开始致力于用结构振动的控制的方法来解决上述问题。对于高层建筑和高耸结构的风振控制设计,采用的是频率域和时间域的动力分析方法。这些方法虽然可以得到风振控制的效果,但由于它无法与常规的抗风设计中采用的基于设计规范方法的结果统一和比较,因此广大的结构工程师很难将其应用到高层建筑实际的抗风设计中,这就大大地影响了结构振动控制技术在高层建筑和高耸结构抗风设计中的推广和应用。据此可知,寻找和研究高层建筑风振控制基于规范的实用化设计方法是十分必要。由于不论何种减振装置鞫欢胫鞫,其减振的效果都可认为是相当于增加了结构的阻尼,因此本文作者所提出方法的基本思路是:首先求出各种减振装置对高层建筑风振控制效果的结构等效阻尼比聪嗟庇诮峁乖黾拥淖枘;然后依据受控结构所具有的总的有效阻尼比T峁棺枘岜扔虢峁沟刃ё枘岜之和础督ㄖ峁购稍毓娣丁沸拚芸亟峁股系牡刃杓品绾稍比原结构上设计风荷载要小蛔詈螅佬拚蟮牡刃杓品绾稍赜镁擦Ψ治龇椒ḿ扑闶芸亟构的受控风效应。显然,这种方法的思路与常规的抗风设计方法是一致的。一方面,它的计算结果完全可以与原结构抗风设计的结果进行比较。另一方面,它可以用常规的高层建筑结构设计分析软件来完成。因此,这种方法完全可以为广大结构工程师所接受,是高层建筑风振控制设计进入设计规范的途径。本文详细阐述了高耸结构和高层建筑风振控制的等效设计风荷载和控制减振装置等效结构阻尼比的两个概念,求出了被动控制中广泛应用的粘弹性阻尼器的等效结构阻尼比,五种被动动力减振器的等效结构阻尼比,主动控制中主动调谐质量阻尼器的等效结构阻尼比,以及各种减振装置的最优等效结构阻尼比和优化设计参数。最后本文通过工程实例,验算了高层建筑和高耸结构风振控制的等关键词振动控制装置风振反应控制等效阻尼比设计方法效设计风荷载方法的实用性。武汉理工大学硕士学位论文
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研究生签名:么啦导师签名:独创性声明关于论文使用授权的说明C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留、送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。研究生签名:
第一章绪论弟一早珀下匕风对高耸结构和高层建筑的作用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,但其作用频度却比地震荷载高得多。随着结构规模的增加,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。近二十年来,国内外建造了大量的超高层建筑与大跨度结构。例如在上海陆家嘴地区,己建和拟建滓陨的建筑就有埃米以上的超高层建筑有十多栋,随着经济建设的发展,以后将出现越来越多的超高层及大跨度结构【俊@绶⒋锕疑踔撂岢隽饲赘叨量级的“空中城市”的概念。这些结构对抗风设计都提出了特殊的要求【。风灾是自然界中的主要灾种之一。在风荷载的作用下,建筑物破坏的例子屡见不鲜。特别是对高层建筑、高耸结构和大跨度结构的破坏。,这座大楼的玻璃等维护结构几乎完全破坏,隔墙也严重开裂。年美国华盛顿主跨椎乃寺硇髑旁诜缢痵时发生颤振而倒塌。年英国约克郡高的钢管电视塔桅杆被风吹坏;捷克一座高为的钢筋混凝土电视塔由于横风向的振幅达到而严重开裂破坏【俊S捎诟卟憬筑、高耸结构结构的特点,在水平风荷载作用下会引起强烈的结构动力反应。根据对建筑物遭受风灾破坏的统计分析,风力对建筑物产生的破坏现象主要有:缌κ菇ㄖ锊墩窈筒瘛⒊壅瘢佣⑸顾蜓现仄苹怠缌κ菇峁箍A鸦蛄粝陆洗蟮牟杏啾湫危行└咚式峁股踔帘环绱档埂缌κ菇峁鼓谇娇A眩雇馇健⒉A磺健⑼庾笆挝锏人鸹缌κ菇峁共穸蠓穸咕幼≌吆凸ぷ魅嗽辈皇省捣钡姆缌ψ饔没