【摘要】：超高層建筑是一種典型的風(fēng)敏感結(jié)構(gòu),風(fēng)荷載是其結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要控制荷載之一。目前對超高層建筑的抗風(fēng)研究大多都以竣工后的完整結(jié)構(gòu)為對象,很少考慮施工階段結(jié)構(gòu)處于時變狀態(tài)下的抗風(fēng)能力。然而隨著超高層建筑高度增加,其施工周期變長、施工難度增加。超高層建筑在較長施工周期內(nèi)是一個變結(jié)構(gòu)、變剛度、變荷載的時變結(jié)構(gòu)體系,施工時還有塔吊等設(shè)備附著于主體結(jié)構(gòu)上,其風(fēng)致響應(yīng)非常復(fù)雜,此時不能按照竣工后的完整結(jié)構(gòu)來計算風(fēng)荷載響應(yīng)。因此迫切需要研究施工期內(nèi)超高層時變結(jié)構(gòu)及附著塔吊設(shè)備的風(fēng)致響應(yīng),確保安全施工。本文采用CFD數(shù)值模擬技術(shù)結(jié)合有限元方法對施工階段主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行表面風(fēng)壓分析及風(fēng)振響應(yīng)計算,并對施工塔吊在極端風(fēng)作用下的失效路徑和結(jié)構(gòu)易損性進(jìn)行研究。主要完成了以下工作:(1)基于Fluent 15.0對CAARC標(biāo)準(zhǔn)模型進(jìn)行數(shù)值模擬并與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果對比,以驗(yàn)證數(shù)值模擬方法的有效性。分析了某超高層在兩個施工階段的主體結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓分布,討論了核心筒領(lǐng)先施工導(dǎo)致建筑體型變化對周圍風(fēng)場的影響。給出了不同風(fēng)向及風(fēng)速情況下建筑表面的風(fēng)壓等值線和建筑周圍流場分布規(guī)律,由此確定兩個施工階段下的最不利風(fēng)向。(2)確定了施工階段超高層建筑風(fēng)荷載取值,根據(jù)風(fēng)的超越概率一致性原則給出了不同施工周期下平均風(fēng)荷載的取值,并基于線性濾波法編制了脈動風(fēng)速生成程序。建立某超高層建筑多個施工階段的有限元分析模型,計算得到其風(fēng)致位移及加速度等響應(yīng)。討論了特定塔吊工況對主體結(jié)構(gòu)風(fēng)致響應(yīng)的影響,得到最不利塔吊工況。并以風(fēng)荷載為控制荷載,計算了核心筒領(lǐng)先施工的最大層數(shù)。分析了不同風(fēng)譜和風(fēng)速對施工階段主體結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的影響。(3)以某塔吊為獨(dú)立分析對象,分別以等效靜力法與動力時程法計算了不同施工階段下的塔吊風(fēng)振響應(yīng),討論了塔吊規(guī)范中風(fēng)振系數(shù)取值的合理性。建立了塔吊附著于主體結(jié)構(gòu)的主-附結(jié)構(gòu)力學(xué)模型,并基于時程法分析了主體結(jié)構(gòu)對塔吊風(fēng)振響應(yīng)的影響,發(fā)現(xiàn)隨著施工高度增加,主體結(jié)構(gòu)對塔吊影響將逐漸超過風(fēng)致響應(yīng)而占主導(dǎo)作用。通過風(fēng)致Pushover分析得到了塔吊的失效路徑和抗風(fēng)能力曲線,據(jù)此進(jìn)行基于性能的塔吊風(fēng)致易損性分析,得到了塔吊在各性能水準(zhǔn)下的風(fēng)致易損性曲線和失效臨界曲線。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU973.213

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2615245