基于改进线性滤波法的某超高层建筑风振反应分析.pdfVIP

第 12卷 第3期 广州大学学报(自然科学版) Vo1．12 No．3 2013证 6月 JournalofGuangzhouUniversity(NaturalScienceEdition) Jun． 2013 文章编号：1671—4229(2013)03—0021-04 基于改进线性滤波法的某超高层建筑风振反应分析 汪大洋，袁 玲，周 (广州大学 土木工程学院，广东 广州 摘 要：采用离散傅立叶变换和快速傅立叶变换技术对传统线性滤波法的 自相关Toeplitz矩阵进行了改进，提 出了改进的线性滤波法．考虑结构空间相关特性，基于改进的线性滤波法模拟研究了高层结构的顺风向和横风 向脉动风荷载，并对高层结构的风致振动响应进行 了分析研究．结果表明，改进的线性滤波法不仅能保证计算 结果的精度和计算效率，而且采用该改进方法得到的脉动风荷载时程能有效计算高层结构的风致振动响应，有 利于工程设计人 员精确掌握结构风致振动特性． 关键词 ：超高层结构；线性滤波法；风振反应；脉动风速谱；空间相关性 中图分类号：TU973 ．23 文献标志码：A 目前，结构风荷载时域随机模拟的方法主要 有谐波叠加法和线性滤波法 ．文献 [3]采用 自回归AR模型对上海 中心大厦的脉动风荷载 进行了数值模拟；文献 [4]采用线性 自回归模型 模拟了某输煤栈桥的脉动风荷载 ，并对其进行了 风振时域反应分析；文献 [5]采用多维 AR模型 研究了桥梁结构脉动风荷载模拟过程 中的 自回 归顺序、功率谱密度等；文献 [6]探讨了采用线性 自回归模型模拟脉动风荷载时程的有效性．本文 采用改进的线性滤波法模拟高层建筑的脉动风荷 图1 结构标准层平面图 载时程，并对其进行风振反应分析，进而验证改进 Fig．1 Thestandardstorysturctureplan 方法较传统方法的高效性和可行性． 2 脉动风荷载计算 1 结构概况 2．1 脉动风速谱的选取 该工程位 于广东沿海城市，总建筑面积近 Darvenport脉动风速谱 卜 一直以来被我国 200000m ，建筑高度约450Ill，地上 101层，含 4 《建筑结构荷载规范》(GB50009--2012)采用，用 层群房，群房平台高24ITI，建筑平面总体呈矩形， 于计算结构承担的脉动风荷载，其表达形式为 东西长 62．5m，南北长40±4m．图1为结构的标 2 ^， 准层平面结构图．该结构地处广东沿海，按 《建筑 ()=4 ， 上 十 (1) 结构荷载规范》(GB50009--2012)，该地区 10年 式中：S(n)为脉动风速功率谱 (111 ·s )； = 一 遇基本风压为 0．45kN ·m-2． 1200 ／。；。为平均基本风速；n为脉动风荷载 频率；k为常数，可根据地面粗糙度类别计算： 收稿 日期：2013～01—1】； 修回日期：2013—02—04 基金项 目：广东省自然科学基金资助项 目($2012040007215)；中国博士后科学基金第52批资助项 目(2012M521604