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高层建筑动力特性参数的现场实测研究开题报告

 2021-03-11 00:22:08  

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着轻质、高强度材料的应用与设计理念的不断创新、施工技术的不断进步以及人们生活水平的提高,高层建筑不断向大型化、复杂化发展,风荷载成为超高层和大跨度建筑结构设计时需要考虑的主要控制荷载之一。高层建筑结构的自振频率较低、阻尼较小,与强 / 台风的主要频率段比较接近,在此类荷载的作用下其动力响应较大,是影响超高层结构安全性和适用性设计的主要控制指标。

人们一直重视超高层建筑的风致响应原型实测研究工作。jeary基于现场实测结果对结构阻尼比的非线性特征进行了系统的研究,并提出了著名的三线型阻尼模型。ellis对英国多栋高层建筑进行了现场实测,评估了高层建筑的动力特性。kareem和kijewski-correa等人以芝加哥4栋超高层建筑为背景,开展了风致响应实测研究。tamura等通过在日本的高层建筑的原型实测,分析了高层建筑的自振周期及阻尼的变化特性。我国学者李秋胜及其合作者在超高建筑的风效应实测方面开展了一系列的工作,对境内外的10余栋超高建筑(包括楼层高度排名世界第二和前10位的超高建筑中的7栋)进行了原型实测研究,构建了世界上最大规模的高层建筑结构风效应的可控多点同步实测研究平台,在超高层建筑的阻尼问题、风场观测、风致响应实测及基于 internet 技术的远程监测等方面取得了丰硕的研究成果。另外,李国强等对上海金茂大厦的自振特性进行了原型实测。近年来,随着技术的发展更新,gps 技术逐渐被应用到建筑及桥梁结构的原型实测上来。

现场实测是获得高层建筑的动力特性及风致效应的最可靠的方法。近地强风特性以及强/台风作用下高层建筑风致效应的原型实测研究已有数十年的历史,并在风场观测、动力响应实测及测点的优化布置等方面取得了一定的研究成果。通过实测得到的风致响应数据利用功率谱法及随机减量法进行统计分析,获得结构自振频率和阻尼等,并与不同国家规范给定的相关参数开展对比研究,评估一些发达国家规范给定参数的准确性。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1论文的基本内容

高层建筑的动力特性是影响其风荷载确定的关键参数。本研究对高层建筑的风致响应开展现场实测研究,并利用功率谱法及随机减量法对实测的风致响应数据进行统计分析,获得实测的结构自振频率和阻尼等,并与规范给定的相关参数开展对比研究,评估规范给定参数的准确性。

2.2论文要求达到的目标

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3. 研究计划与安排

第1周查阅相关文献,学习风工程相关基础知识

第2-3周学习选定的相关国家规范条文及相关计算公式

第4-6周典型超高层建筑风荷载计算

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 中华人民共和国国家标准:建筑结构荷载规范gb5009-2012

[2] 贺得馨. 风工程与工业空气动力学. 北京: 国防工业出版社, 2006

[3] 埃米尔·希缪, 罗伯特·h·斯坎伦. 风对结构的作用——风工程导论. 刘尚培, 项海帆, 谢霁 明译. 上海: 同济大学出版社, 1992

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