高層建筑基于風速風向聯(lián)合概率分布作用的風致響應可靠度分析
本文關鍵詞: 高層建筑 風致振動分析 可靠度分析 風速風向聯(lián)合分布 風振舒適度 出處:《建筑結構學報》2017年10期 論文類型:期刊論文
【摘要】:為研究高層建筑多風向風致加速度滿足人體舒適度要求的可靠度,推導了以結構頂部加速度響應均方根值表征的近似解析表達式,建立了風速風向聯(lián)合分布的概率模型。并以廣州西塔高層建筑為算例,結合其工程氣象分析及風洞試驗等相關資料,通過隨機振動理論和曲線擬合方法,得到其在主要風向角下風致頂部加速度響應均方根值與10 m高度平均風速的擬合表達式。在此基礎上,考慮平均風速服從Weibull分布,阻尼比服從正態(tài)分布條件下,基于條件概率,采用驗算點法對此高層建筑在考慮風速風向聯(lián)合概率分布情況下,滿足重現(xiàn)期10年的頂部風致加速度響應(舒適度)要求的可靠度進行了分析,表明結構頂部重現(xiàn)期10年風致加速度失效概率在各方向有明顯差別,說明考慮風速風向聯(lián)合分布的風致結構舒適度失效概率計算的必要性。采用本文的驗算點法對本算例高層建筑的可靠度分析,結果表明其對應重現(xiàn)期10年的考慮風速風向聯(lián)合概率分布情況下滿足舒適度要求的可靠度值達99.98%。
[Abstract]:In order to study the reliability of multi-wind wind induced acceleration of high-rise buildings to meet the human comfort requirements, an approximate analytical expression is derived, which is characterized by the root mean square (RMS) value of the acceleration response at the top of the structure. The probabilistic model of wind speed and wind direction distribution is established. Taking the high-rise building of the West Tower of Guangzhou as an example, combining with the engineering meteorological analysis and wind tunnel test, the random vibration theory and curve fitting method are adopted. The fitting expression between the root mean square value of the acceleration response at the top of the wind and the average wind speed of 10 m height under the main wind direction angle is obtained. On this basis, considering the average wind speed suit from the Weibull distribution and the damping ratio clothing from the normal distribution condition, the conditional probability is used. The reliability of the high-rise building satisfying the requirements of the top wind-induced acceleration response (comfort) for 10 years of recurrence period is analyzed by using the checking point method, considering the combined probability distribution of wind speed and wind direction. It shows that the failure probability of wind-induced acceleration at the top of the structure in 10 years is obviously different in all directions. This paper explains the necessity of calculating the failure probability of comfort degree of wind-induced structures considering the combined distribution of wind speed and wind direction, and analyzes the reliability of high-rise buildings by using the checking point method in this paper. The results show that the reliability of the combined probability distribution of wind speed and wind direction can reach 99.98 when the corresponding recurrence period is 10 years.
【作者單位】: 廣州大學-淡江大學工程結構災害與控制聯(lián)合研究中心;廣州大學土木工程學院;華南理工大學土木與交通學院;
【基金】:國家自然科學基金項目(51378134,51578169) 廣東省高等學校高層次人才項目 長江學者和創(chuàng)新團隊研究計劃(IRT13057)
【分類號】:TU973.213
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