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论文摘要:风荷载是高层、高耸建筑结构所要承受的主要水平荷载之一,而且随着建筑物的高度越来越高,建筑物在其使用期内可能遭遇的风荷载越来越大。通过抗风控制以及抗风设计减小风振响应保证结构安全。工程数值仿真为研究风工程和抗风设计提供了有利的保障有着广阔的发展前景。 论文关键词:高层建筑结构;风荷载;抗风控制;抗风设计 结构是人类为满足自身的生存、文化活动及工农业生产的需要而建造的建筑物或构筑物。结构工程作为一门古老的学科,它的发展与人类的文明息息相关,反映着一个时代科技发展的水平。高层建筑是近代经济发展和科学技术进步的产物,城市人口集中、用地紧张及激烈的商业竞争,加速了现代高层建筑的出现和发展。荷载是对结构的安全和使用性能有直接影响的一种最主要的作用。风荷载对高层、高耸结构作用既有瞬时作用,在设计基准期内的任意时点荷载效应大于结构的抗力郡会使结构失效;又有累积作用,通过风荷载的反复作用使结构累积损伤,降低结构的可靠度。 1风荷载的统计 抗风结构的动力可靠度分析和设计,首先要对在设计基准期内可能遭受的风荷载进行统计分析,建立相应的荷载随机模型和根据设计标准确定模型参数。标准高度的年最大平均风速的统计方法甚多,大致可以分为二类:正态分布、皮尔逊m型曲线、极值分布及它们的变型,但·般认为极值分布法与实际符合得更好。年最大平均风速是一年中按规定时距平均风速的最大值,属于极值随机变量。因为形成风荷载的因素一p分复杂,机理尚没有完全搞清楚,故可以认为其原始分布为正态分布。 2风荷载作用下的结构失效形式 风荷载是高层、高耸建筑结构所要承受的主要水平荷载之一,而且随着建筑物的高度越来越高,建筑物在其使用期内可能遭遇的风荷载越来越大。结构在风荷载作用的下的响应越来越激烈,使得风荷载已经成为高层结构的设计荷载。风荷载作为一种随时间变化的荷载对结构的作用必然包括动力响应,因为风荷载使结构产生了不可忽视的加速度。风荷载对结构的破坏就是静力作用和动力作用的共同作用的结果,高层,高耸结构在风荷载作用下的破坏形式主要包括: 2．1结构或构件的内力超过许用值。引起主筋屈服。 2．2结构或构件的变形超过许用值,引起诸如框架、剪力墙及承重墙开裂或留下较大的残余变形。 2．3结构或其部件失稳及气动弹性不稳定性,即结构在风荷载作用下的响应产生使其加剧的气动力。 2．4长期的风致振动引起结构疲劳,导致破坏。 2．5局部风压过大引起幕墙,装饰物,维护结构等的破坏。 其中最后一项属于可靠度分析中的适用性范畴,它不危及结构安全。其他的几项破坏形式属于可靠度分析中的安全性范畴,作一,靠度分析时应该区别对待。 3结构的安全界限 现阶段的高层、高耸建筑结构在风荷载作用下的动力可靠度分析．}要考虑动响应超过水平位移限值和人体舒适度限值。 3．1水平位移限值 根据现{亍的建筑结构设计规范,对于高层建筑结构在风荷载作用F的变形响应主要作下面两个方面的限制 3．1．1限制结构的顶端水平位移△与总高度H的比值△／H,目的是控制结构的总变形量,一般要求此比值为l／500左右l 3．1．2限制相邻两层楼盖间的相对水平位移6与层高h的比值(6／h),对于不同的结构形式,此比值一般取为l／500。l／400,即层间的相对位移在0．Olm左右。, 3．2人体舒适度限值 风致振动会使建筑物内的居住者产生恶心、胸闷等不良感觉,此时虽然建筑物没有破坏但已经给建筑物的使用者带来厂麻烦,导致人们工作敛率低F,甚至恐慌,所以人体舒适度也是衡量高层、高耸结构可靠性的一个莺要指标。 这两种失效形式带来的后果是截然不同,结构可靠 |
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