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8.?。4 顺风向风振】和风振系《数
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8.4.!1 : 参考国外》规范及我国》建筑工程抗风—设计和理论研—究的实践情况—当结构基本自振周期!。T≥0.25—s时以及《对于高度超过30m!且高宽?比大于1.5—的高柔房屋由风引起!。的结:构振动比较明显而且!随,着结构?自振周期的增长【。风振也随《之增强因《此在:设计中应考》虑风振的影响而【且原:则,上还应?考虑多个振型的影响!;对于前几阶频【率比较密《集的结构例如桅【杆、屋盖等》。结构需要考虑—的,振,型可多达《10个及以上应按随!机振:动,理论:对结构的响应进【行计算
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【 对于《T<0.2》5s:。。的结构和高度小【于,30m或高宽—比小于1.5的房】屋原则上也应考【。虑风:振,影响但已有研究表】明对这类《结构往往按构造【要求进行结构—设计结构已有—足够的刚度所—以这类结《构的风振响应—一,般不大一般来说不考!虑风振响《应,不会影响这类结构】的抗风安全性
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8.4》.2 对如何考虑!屋盖:结构的风振问题【过去没有提及这次】修订予以补充需考】虑风:振的屋盖结构—指的是跨度大于3】6m的?柔性屋盖结构以及】质量轻刚度小的索膜!结构
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— : 屋盖结构》风振响应和等效静】力风荷载计算是一个!复杂的问题》国内外规范》均没有给出》一般性计《算方法目前比—。较一致的观点是屋盖!。结构不?宜采用与高层—建筑和高耸结构相】同的风振系数计算】方法:这是因为高层及高耸!结构的顺风向风【振,系数方法本质上是直!接采用风《速谱:估计风压《谱(准?定常方法)》然后计算结构的【顺风向振动响应对】于高:层(耸)结构的顺】风向风振这种—。方法是合适》的但屋盖《结构的脉动风—压除了和风速脉动有!关外:还和流动分离、再】附,、旋涡脱落等复杂】流动现象有关所以风!压谱不能直》接用风速谱来—表示此外屋盖结【构多阶模态及模态】耦合效应比较明【显难以简单采用风】。。振系数方《法
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悬—挑型大跨屋盖结构与!一般悬臂型结构【类似第1阶振型【对风:振响应的《贡献最大另有—研究表明单侧独立悬!挑型大跨屋盖结【构可按照准定—常,方法计算风振响应】比如澳?洲规范(AS/NZ!S 117》0.22002)基!于准定常方法给出悬!挑型大跨屋盖的设】计风荷载但需—要注意?的是当存在另一【侧看台挑篷或其他建!筑,物干扰时《准定常方法有可能】也不适用《
—8.4.3~—8.4.6 — 对于一般悬—臂型结构例如框【架、塔架、烟囱【等,高耸结构高度—大于30《m且高宽比》大于1.5的—高柔房屋由于频谱】比较稀疏第一—振型起到绝对的作】用此:时可:。以仅:考虑结?构的第一振型并通】过下式的《风振系数来表达
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,式中:为顺风向单位高度】平均:风力:(kN/m)—可按下式计算
】
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为顺!风向单位高度第【1阶风振惯性力【。峰值:。(kN/m)对于重!量沿高度《无变化的等截—面结构采用下—式计算
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:式,中ω:为结构顺风向第【1,阶自振圆频》率;g为峰值因子取!为2.5与原规范】取,。。值2.2相比有【适当提高《;σq1为顺风【向一阶广义》位移均方根》当假定相干函数与频!率无关时σq1可按!下式计?算
】
【 将?风振响应近似取为准!静态的背景分量及】。窄,带共振响应分量之和!则式(4)与频率有!关的积?分项可近似表示为
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】
而式(《4):中与频率无关的【积分项乘以φ1(z!)/μz(z)后以!背,景,分量因子表达
【
【
将式(2)!~式:(6)代人式(1】)就得到规范规【定的风振系数计算式!(8.4.3—)
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》 共振?因子R的《一般计算式为—
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—
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Sf为归一】化风:速谱若?采用Dave—nport建议的风!速谱密度经》验公式则
!
》
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利用式(7)和】式(:8)可?得,到规范的共振因子计!算公式(8.—4.4-1》)
【 在背景因】子计算中可采—。用Shiotan】i,。提,出,的与频率无》关的竖?向和水平《向相干函数
!
《
湍》流度沿高度》的分布可按下式【。计算
】
【 式中α—为地面粗《糙,度,指数对应于A、【B、C?。和D类地貌分别取为!0.12、》0.15、0—.22和《0.30I》10为10m高名】义湍流度对应A、】B、C和D类—地面粗糙度可分别】取0.12、—0.14、》0.2?3和0.39取【值,比原:规范有适当》提高
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》 式(6—)为多重积分式【为方便?使用经过大量—试算及回归分—析,。采用非线性最小二】乘法拟合得到简化经!验公式?(8.4.5—)拟合计《算过程?中考虑了《迎,。风面和背风》面的风压《相,关性同时结合工程】经验乘以了》0,.7的折减系数【
— 对于体型】或,质量沿高度变化【的,高耸结构在应—用公式?(8.4.5)时】应注意如下问题对】于进深尺寸比较均匀!的构:筑物即使迎风面【宽度:沿高度有变化—计算结果也和按等】。截面:计算的结果》。十分接近故对这种】情况仍?可,采,用,公式(8.4.5】)计算背景分—。量因子;对于进【。深,尺寸和?宽度沿高度按线性或!近似于线《。性变化、而重—量沿高度按连续【规律变化《的构筑物《例如截面为正方形】或三:角形的高耸塔—架及圆形《截面的烟囱计算结】果表明必《须,考虑外形的影响【对背景分量因子予】以修正
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— 本《次修订在附录J中增!加了:顺风向风振》加速:度计算?的内容顺《风向风振加速度【计算的理论与上述风!振系数计算所采用的!相同在仅考》虑第一振型》情况下加速度—响应峰值可按下【式计算
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式:中,Sq1(ω)为顺风!。向第1阶广义—位移响应功率谱
】
— 采用Da【ve:nport风速谱】和Sh?iotani—。。空间相关性公式【上式可表示》。为
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为—便,。于使用上《式中的根号》项用顺?风向风振加速—。度的脉动系数—ηa:表示则可得到本规】范附录J的公式(】J.1.《1)经计算整—理得到η《a的计算用》表即本规范表J.】。1.2
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8.4.7】。 结构振》型,。系数按理应通过结构!动力分析确定为了】简化在确定风荷载】时可采用近似公式按!结构变形特》点,对高耸?构筑物可按》弯曲型考虑采用下】。述近似公式》
【。
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?对高层?。建筑:当,以,剪力墙的工作为【主,时可按弯剪》。。型考虑采《用下述近似公式【
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《
》
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,。。 《对高层建筑也—可进一步《考虑框架和剪力【墙各自的《弯曲和剪切》刚度根据不同的综】合刚度?。参数λ?给,出不同的振型—系数附录G》对高层建筑给—出前四个振型系【数它:是假设框架和剪【力墙均起主要作用】时的情?。况即:取λ=3综合刚【度参:数λ可按下式确【定
】。
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:。式中:C建筑物的剪切刚度!;
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【。 EIw剪【力墙的弯曲刚—度;
】 ? EIN考【虑墙柱轴向变—形的:等效刚度《;,
,
】
《 Cf框架!剪,切刚度;《
,
】 ?Cw剪力墙剪切刚】度;
! H房【屋总高
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