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大跨屋蓋結(jié)構(gòu)風致抖振響應研究

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大跨屋蓋結(jié)構(gòu)風致抖振響應研究

第３９卷第１１期土木工程學報Ｖ０１．３９ＮＯ．１１２００６年１１月ＣｍＮ＆ＣⅣＩＬＥＮＧＩＮＥＥＩｔ】嘴ＧＪＯＵＲＮＡＬＮｏｖ．２００６

大跨屋蓋結(jié)構(gòu)風致抖振響應研究

顧明周匣毅黃鵬

（同濟大學，上海２０００９２）

摘要：建立基于非定常風荷載的大跨屋蓋結(jié)構(gòu)風致動力響應的試驗和分析方法。該方法采用多通道測壓系統(tǒng)擴大

同步測壓點的數(shù)目，更全面地獲得屋蓋表面風壓的時空特性，為準確計算結(jié)構(gòu)風致響應奠定了基礎。在動力分析

方法上應用ＣＱＣ法計算屋蓋結(jié)構(gòu)的風振響應，考慮多模態(tài)及模態(tài)問的耦合影響，編制了結(jié)構(gòu)風致動力效應計算

程序ＳＷＤＰ。最后對上海鐵路南站工程屋蓋結(jié)構(gòu)的抖振響應結(jié)果進行了計算和分析。結(jié)果表明，采用多通道測壓

系統(tǒng)可以有效地擴大同步測壓點的數(shù)目；基于非定常風荷載的ＣＱＣ方法是計算復雜大跨屋蓋結(jié)構(gòu)風振響應的有

效方法；背景響應對于總響應的貢獻通常是不可忽略的。

關鍵詞：大跨屋蓋結(jié)構(gòu)；、非定常氣動力；多通道測壓系統(tǒng)；ＣＱＣ法；動力響應

中圖分類號：ＴＵ３１２＋．１文獻標識碼：Ａ

文章編號：１０００．１３１Ｘ（２００６）１１－００３７．０６

Ａｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｗｉｎｄ－ｉｎｄｕｃｅｄｂｕｆｆｅｔｉｎｇｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｌａｒｇｅ－ｓｐａｎｒｏｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ

ＧｕＭ譏ｇＺｈｏｕＸｕａｎｙｉＨｕａｎｇＰｅｎｇ

（ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｍｅｔｈｏｄｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｏｒｔｅｓｔａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｎｏｎ—ｓｔｅａｄｙｗｉｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｉｎｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｔｅｓｔｏｆｗｉｎｄ—ｉｎｄｕｃｅｄｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｌａｒｇｅ—ｓｐａｎｒｏｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｔｈｅｐａｒａｌｌｅｌｔｕｂｅ－ｍａｎｉｆｏｌｄｓｙｓｔｅｍｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏａｕｇｍｅｎｔｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｏｉｎｔｓｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈａｔｔｈｅｎｏｎ—ｓｔｅａｄｙｗｉｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｓｏｎａｌａｒｇｅ—ｓｐａｎｒｏｏｆｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙｆｒｏｍｔｈｅｒｉｇｉｄｍｏｄｅｌｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｔｅｓｔ．Ｔｈｅｗｉｎｄ—ｉｎｄｕｃｅｄｂｕｆｆｅｔｉｎｇｒｅｓｐｏｎｓｅｓｃａｎｂｅｃｏｍｐｕｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｍｏｄｅ－ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ（ＣｏｍｐｌｅｔｅＱｕａｄｒａｔｉｃＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ），ｔｏｔａｋｅｔｈｅｍｏｄａｌｃｏｕｐｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔ，ａｎｄａｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｃｏｍｐｕｔｅｒｃｏｄｅ—ＳＷＤＰｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．ＴｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｂｕｆｆｅｔｉｎｇｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｔｈｅｒｏｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅＳｈａｎｇｈａｉＳｏｕｔｈＲａｉｌｗａｙＳｔａｔｉｏｎａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅ：（１）ｔｈｅｐａｒａｌｌｅｌｔｕｂｅ—ｍａｎｉｆｏｌｄｓｙｓｔｅｍｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｅｘｔｅｎｄｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｓｉｍｕｈａｎｅｏｕｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｏｉｎｔｓｏｆｗｉｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｓ，（２）ｔｈｅｎｏｎ—ｓｔｅａｄｙｗｉｎｄｌｏａｄ—ｂａｓｅｄＣＱＣｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｅｍｐｌｏｙｅｄｆｏｒｃｏｍｐｕｔｉｎｇｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｌａｒｇｅｒｏｏｆ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ａｎｄ（３）ｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｕｓｕａｌｌｙｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｔｏｔｈｅｔｏｔａｌｂｕｆｆｅｔｉｎｇｒｅｓｐｏｎｓｅｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｒｇｅ－－ｓｐａｎｒｏｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｎｏｎ－－ｓｔｅａｄｙｗｉｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｐａｒａｌｌｅｌｔｕｂｅ－－ｍａｎｉｆｏｌｄｓｙｓｔｅｍ；ｃｏｍｐｌｅｔｅｑｕａｄｒａｔｉｃｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ；ｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅ

Ｅ－ｍａｉｌ：ｍｉｎｇｇｕ＠ｍａｉｌ．ｔｏｎｇｊｉ．ｅｄｕ．ｃａ

近年來結(jié)構(gòu)形式新穎的大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)大量涌對于高層建筑順風向響應，基于準定常假設的抖現(xiàn)。大跨度空間結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、柔性大、阻尼小，風荷振計算方法可以得到比較準確的結(jié)果。但對于具有載通常是結(jié)構(gòu)設計的控制荷載；另外，這類結(jié)構(gòu)模態(tài)復雜外型的大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)，動力風荷載一般不滿足密集，高階模態(tài)對風振響應的貢獻很大。因而在進行準定常假定。也就是說，如果將準定常假設用于復隨機風振響應計算時，要考慮多模態(tài)的貢獻及不同模雜大跨空間結(jié)構(gòu)的風致振動計算，得到的結(jié)構(gòu)響應態(tài)之間的耦合效應。結(jié)果可能會有較大的誤差舊］。

直接運用風洞試驗得到的非定常氣動力計算大跨

基金項目：國家創(chuàng)新研究群體科學基金（５０３２１８０３）空間結(jié)構(gòu)的振動是一種合理的方法。Ｎａｋａｍｌｌｒａ作者簡介：顧明，博士，教授

收稿日期：２００４．１１．１９（１９９４）通過剛性模型試驗得到風壓力，采用經(jīng)驗性

萬　方數(shù)據(jù)