基于风洞试验的超高层建筑涡激共振危险性研究



基于风洞试验的超高层建筑涡激共振危险性研究

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基于风洞试验的超高层建筑涡激共振危险性研究

论文目录
本文的主要创新点	第1-7页
摘要	第7-8页
ABSTRACT	第8-16页
第一章绪论	第16-50页
1.1 引言	第16-17页
1.2 涡激振动的基本概念	第17-20页
1.2.1 绕流与漩涡脱落的概念	第17-19页
1.2.2 涡激共振的概念	第19-20页
1.3 高柔结构涡振研究现状	第20-31页
1.3.1 涡振风洞试验研究现状	第20-22页
1.3.2 涡振理论模型研究现状	第22-28页
1.3.3 涡振气动外形优化研究现状	第28-31页
1.4 涡振理论研究在规范中的应用状况	第31-36页
1.4.1 中国规范相关条文	第31-32页
1.4.2 加拿大规范相关条文	第32-33页
1.4.3 日本规范相关条文	第33页
1.4.4 欧洲规范相关条文	第33-34页
1.4.5 不同规范的差异	第34-36页
1.5 既有研究工作总结及不足	第36-40页
1.5.1 圆截面涡振研究方面	第36-37页
1.5.2 钝体结构涡振机理及评估方面	第37-39页
1.5.3 钝体结构涡振气弹参数方面	第39页
1.5.4 钝体结构横风向气动外形优化方面	第39-40页
1.6 本文研究的意义和工作内容	第40-42页
1.6.1 本文研究的意义	第40-41页
1.6.2 本文工作的内容	第41-42页
本章参考文献	第42-50页
第二章气弹模型风洞试验	第50-74页
2.1 高层建筑风洞试验类型	第50-53页
2.1.1 非气弹模型试验	第50-51页
2.1.2 气弹模型试验	第51-52页
2.1.3 风洞试验相似准则	第52-53页
2.2 超高层建筑多(单)自由度气弹模型设计	第53-57页
2.2.1 超高层建筑通常的动力特性	第53-54页
2.2.2 模型相似比的确定	第54页
2.2.3 模型骨架设计	第54-57页
2.3 多(单)自由度模型风洞试验概况	第57-65页
2.3.1 风洞简介	第57-58页
2.3.2 试验所测数据及所需仪器介绍	第58-59页
2.3.3 风场模拟	第59-60页
2.3.4 试验工况介绍	第60-65页
2.4 SDOF与MDOF模型试验结果的差异	第65-72页
2.4.1 SDOF与MDOF模型试验	第65-66页
2.4.2 两类模型顶部位移比较	第66-67页
2.4.3 两类模型位移时程比较	第67-69页
2.4.4 两类模型位移谱及气动刚度比较	第69页
2.4.5 两类模型气动阻尼对比	第69-70页
2.4.6 两类模型风压相干性对比	第70-71页
2.4.7 试验结果差别的原因归结	第71-72页
2.5 本章小结	第72页
本章参考文献	第72-74页
第三章典型截面模型涡振响应分析	第74-108页
3.1 方截面模型涡振响应	第74-83页
3.1.1 方截面涡振响应位移时程	第74-76页
3.1.2 方截面模型涡振位移响应幅值	第76-78页
3.1.3 方截面涡振响应概率密度特性	第78-81页
3.1.4 方截面涡振位移响应位移谱	第81-82页
3.1.5 方截面偏心模型涡振位移响应幅值	第82-83页
3.2 长方形截面涡振响应幅域分析	第83-89页
3.2.1 不偏心模型涡振位移响应幅值	第83-87页
3.2.2 长方形偏心模型涡振位移响应幅值	第87-88页
3.2.3 偏心模型共振前后扭转向位移响应	第88-89页
3.3 正三角形截面涡振响应分析	第89-92页
3.3.1 侧边平行于来流方向	第89-90页
3.3.2 顶角迎风情况	第90-91页
3.3.3 顶角背风情况	第91-92页
3.4 正六边形截面涡振响应分析	第92-94页
3.4.1 顶角迎风情况	第92-93页
3.4.2 立面迎风情况	第93-94页
3.7 本章小结	第94-95页
本章参考文献	第95-96页
第三章附录1(图表)	第96-106页
1. 方截而模型10位移响应时程附图	第96-101页
2. 方截而模型13位移响应时程附图	第101-102页
3. 方截而模型13位移响应时程附图	第102-103页
4. 方截而模型均方根位移响应	第103-104页
5. 方截而模型13典型工况位移响应谱	第104-106页
第三章附录2(公式)	第106-108页
第四章横风向涡振气动参数分析	第108-139页
4.1 方截而模型涡振前后横风向气动阻尼	第108-117页
4.1.1 气动阻尼比随折算风速的变化	第108-109页
4.1.2 结构阻尼比对气动阻尼比的影响	第109-110页
4.1.3 风场类型对气动阻尼比的影响	第110页
4.1.4 结构质量对气动阻尼比的影响	第110-111页
4.1.5 高宽比对气动阻尼比的影响	第111-112页
4.1.6 气动阻尼比与涡振位移的关系	第112-113页
4.1.7 气动阻尼比经验拟合公式	第113-117页
4.2 方截而模型横风向气动刚度	第117-123页
4.2.1 频率飘逸现象的提出	第117-118页
4.2.2 结构质量对频率飘移的影响	第118-119页
4.2.3 风场粗糙度类型对频率飘移的影响	第119-120页
4.2.4 结构高宽比对频率飘移的影响	第120页
4.2.5 结构阻尼比对频率飘移的影响	第120-121页
4.2.6 体系频率与涡振位移的关系	第121-123页
4.3 方截而模型涡振前后表面风压	第123-132页
4.3.1 模型侧面测点风压时程	第123-124页
4.3.2 风压系数幅值	第124-126页
4.3.3 模型侧面风压谱	第126页
4.3.4 不同位置测点风压相干性	第126-128页
4.3.5 侧面风压系数分布	第128-132页
4.4 长方形截面模型横风向气动参数分析	第132-137页
4.4.1 短边迎风时涡振气动阻尼与气动刚度	第132-134页
4.4.2 长边迎风时涡振气动阻尼与气动刚度	第134-135页
4.4.3 短边迎风时涡振前后表面风压	第135-137页
4.5 本章小结	第137页
本章参考文献	第137-139页
第五章涡激振动不稳定性分析	第139-171页
5.1 不同工况之间共振与非共振的界限	第139-145页
5.1.1 从响应时程与响应幅值看共振界限	第139-141页
5.1.2 从气动阻尼与气动刚度看共振界限	第141-142页
5.1.3 从涡振位移谱看共振界限	第142-144页
5.1.4 从风压相干性的角度看共振界限	第144-145页
5.1.5 从风压系数和风压分布的角度看共振界限	第145页
5.2 涡振响应幅值不稳定的根本原因	第145-152页
5.2.1 均匀流场当理论涡脱频率等于结构频率时	第145-148页
5.2.2 均匀流场当理论涡脱频率小于结构频率时	第148-149页
5.2.3 均匀流场当理论涡脱频率大于结构频率时	第149-150页
5.2.4 湍流场中名义涡脱频率等于结构频率时	第150-151页
5.2.5 风压相位与位移相位的差异原因	第151-152页
5.3 涡激共振发生的联合概率模型	第152-165页
5.3.1 不同工况在共振风速下的瞬时频率改变量分析	第152-154页
5.3.2 各输出参数和响应幅值的敏感性分析	第154-156页
5.3.3 多判据涡激共振发生概率模型的提出	第156-162页
5.3.4 联合分布概率模型参数拟合	第162-165页
5.4 本章小结	第165-166页
本章参考文献	第166-167页
第五章附图	第167-171页
附图1. 均匀流瞬时频率改变量概率分布	第167页
附图2. 均匀流折减峰因子概率分布	第167-168页
附图3. 均匀流联合分布拟合结果	第168-169页
附图4. 湍流场联合分布拟合结果	第169-171页
第六章方截面共振响应评估模型	第171-183页
6.1 共振幅值与幅值峰因子的确定	第171-173页
6.2 共振评估模型的基本假定	第173-174页
6.3 响应评估模型推导	第174-179页
6.4 涡激共振评估模型气动参数拟合	第179-182页
6.5 本章小结	第182页
本章参考文献	第182-183页
第七章局部气动外形对涡振响应的影响	第183-195页
7.1 切角对涡振响应的影响	第183-186页
7.1.1 切角气弹模型试验介绍	第183-184页
7.1.2 切角气弹模型涡振响应	第184-186页
7.2 圆角对涡振响应的影响	第186-188页
7.2.1 圆角气弹模型试验介绍	第186-187页
7.2.2 圆角气弹模型涡振响应	第187-188页
7.3 立而粗糙条对涡振响应的影响	第188-191页
7.3.1 粗糙条对三角形模型涡振响应的影响	第188-189页
7.3.2 粗糙条对六边形模型涡振响应的影响	第189-190页
7.3.3 粗糙条对正方形模型涡振响应的影响	第190-191页
7.4 通风洞对涡振响应的影响	第191-193页
7.4.1 通风洞气弹模型试验介绍	第191-192页
7.4.2 通风洞气弹模型涡振响应	第192-193页
7.5 本章小结	第193-194页
本章参考文献	第194-195页
第八章某实际838M高楼(拟建)涡激振动分析	第195-205页
8.1 引言	第195页
8.2 项日概况	第195-196页
8.3 模型制作及风洞试验	第196-198页
8.4 涡振响应结果分析	第198-201页
8.4.1 不同风速下的风致响应结果	第198-200页
8.4.2 横风向共振特性分析	第200-201页
8.5 气动阻尼对涡振响应影响的近似估计	第201-203页
8.6 本章小结	第203页
本章参考文献	第203-205页
第九章结论与展望	第205-209页
9.1 本文研究工作总结	第205-208页
9.1.1 模型试验方面	第205页
9.1.2 风致响应结果方面	第205-206页
9.1.3 气弹参数识别及涡振响应评估方面	第206页
9.1.4 共振发生机理方面	第206-207页
9.1.5 气动外形方面	第207-208页
9.2 未来研究工作展望	第208-209页
作者攻读博士学位期间完成的论文	第209-210页
作者攻读博士学位期间参与的科研项目	第210-211页
作者攻读博士学位期间参与的工程项目	第211-212页
致谢	第212页

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