底座天平方法是風工程研究所依賴的主要試驗技術(shù)之一,被廣泛應(yīng)用于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)的抗風試驗研究。廣義的底座天平包括高頻測力天平(HFFB)和兩自由度擺式氣動彈性天平(AEB),它們分別用于超高層建筑的氣動力測量和考慮風與結(jié)構(gòu)之間互相作用(WSI)的氣動彈性試驗。本文圍繞超高層建筑風效應(yīng)研究以及抗風設(shè)計的理論和技術(shù)需求,針對與廣義天平相關(guān)的幾個關(guān)鍵技術(shù)問題開展了詳細地研究,對于促進超高層建筑抗風研究的技術(shù)進步、提高超高層建筑結(jié)構(gòu)風效應(yīng)估算精度以及抗風設(shè)計的技術(shù)水平具有十分重要的理論和實用價值。全文的主要研究內(nèi)容如下:(1)HFFB的動力信號校準方法:提出了一種針對天平模型系統(tǒng)(BMS)的動態(tài)信號畸變的修正方法,采用二階盲辨識(SOBI)方法對BMS測量信號的有效解耦,再采用結(jié)合實際氣動力特征的參數(shù)擬合方法對解耦信號進行精確的參數(shù)識別,最終實現(xiàn)對BMS動態(tài)畸變信號的準確修正�？紤]到模型的非剛性影響以及復雜的WSI效應(yīng)可能導致BMS出現(xiàn)非比例阻尼問題,進一步采用基于復模態(tài)理論的信號解耦方法(CSOBI)和改進的貝葉斯譜密度參數(shù)識別方法,形成了具有普遍適應(yīng)性的HFFB的動力校準方法。將該方法應(yīng)...

【文章頁數(shù)】：179 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號表
第1章 緒論
    1.1 研究意義
    1.2 超高層建筑風效應(yīng)研究方法
    1.3 天平試驗技術(shù)在超高層建筑抗風研究中的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 模態(tài)參數(shù)識別
        1.3.2 HFFB試驗的氣動力修正
        1.3.3 模態(tài)振型耦合對超高層建筑風致響應(yīng)的影響
        1.3.4 多塔結(jié)構(gòu)的風振響應(yīng)研究
        1.3.5 超高層建筑的氣動阻尼特性
    1.4 存在的問題和不足
    1.5 本文的主要工作
第2章 高頻天平測力試驗的動力信號校準
    2.1 實模態(tài)修正方法
        2.1.1 問題描述
        2.1.2 基本假設(shè)條件
        2.1.3 不確定性
        2.1.4 信號預處理
        2.1.5 SOBI方法
        2.1.6 仿真算例驗證
        2.1.7 模態(tài)參數(shù)識別之曲線擬合方法
        2.1.8 信號修正
        2.1.9 案例分析
    2.2 復模態(tài)修正方法
        2.2.1 問題的提出
        2.2.2 復模態(tài)理論與SOBI方法結(jié)合
        2.2.3 仿真算例驗證
        2.2.4 模態(tài)參數(shù)識別之MBSDA方法
        2.2.5 信號修正
    2.3 軟件開發(fā)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于HFFB技術(shù)的超高層建筑三維耦合效應(yīng)和等效靜風荷載計算方法
    3.1 基本方法介紹
        3.1.1 基本方程及其快速解法
        3.1.2 荷載等效方法和等效基底內(nèi)力
    3.2 工程案例之廣州西塔
        3.2.1 項目簡介
        3.2.2 識別的模態(tài)參數(shù)
        3.2.3 氣動力修正前后比較
        3.2.4 模態(tài)耦合對結(jié)構(gòu)風振響應(yīng)的影響
        3.2.5 不同耦合程度對脈動響應(yīng)的影響
    3.3 軟件開發(fā)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 連體多塔結(jié)構(gòu)的風效應(yīng)研究
    4.1 方法介紹
        4.1.1 基本方程
        4.1.2 特殊位置的位移和相對位移
    4.2 工程案例
        4.2.1 項目簡介
        4.2.2 風洞試驗
        4.2.3 試驗結(jié)果及分析
    4.3 進一步的分析
        4.3.1 高頻壓力積分(HFPI)試驗結(jié)果的驗證
        4.3.2 振型符號對相對位移的影響
    4.4 基于HFFB技術(shù)的雙塔結(jié)構(gòu)風效應(yīng)分析軟件
    4.5 本章小結(jié)
第5章 超高層建筑的氣動阻尼特性
    5.1 研究氣動彈性效應(yīng)的試驗天平簡介及模型設(shè)計方法
        5.1.1 氣彈天平簡介
        5.1.2 模型設(shè)計的相似準則
        5.1.3 動力特性的目標設(shè)計值
        5.1.4 動力特性的實現(xiàn)
    5.2 考慮復雜氣動力特征的結(jié)構(gòu)動力特性識別方法
        5.2.1 已有研究方法存在的主要問題
        5.2.2 超高層建筑的氣動力特征
        5.2.3 考慮氣動力特征的參數(shù)識別方法
    5.3 應(yīng)用實例
        5.3.1 項目簡介
        5.3.2 模型設(shè)計的基本參數(shù)
        5.3.3 試驗概況
        5.3.4 試驗數(shù)據(jù)處理
    5.4 本章小結(jié)
第6章 綜合案例之南寧東盟創(chuàng)客城項目
    6.1 項目簡介
        6.1.1 項目及基本試驗概況
        6.1.2 存在的主要問題
    6.2 加固模型的試驗結(jié)果分析
        6.2.1 氣動力修正
        6.2.2 和其它方法的比較
        6.2.3 關(guān)于BMS的結(jié)構(gòu)動力特征
        6.2.4 風致響應(yīng)結(jié)果的比較
    6.3 加固前原模型的試驗結(jié)果分析
        6.3.1 非比例阻尼的確認
        6.3.2 氣動力修正
        6.3.3 和其他方法的比較
        6.3.4 風致響應(yīng)結(jié)果的比較
    6.4 本節(jié)小結(jié)
第7章 研究總結(jié)與展望
    7.1 研究總結(jié)
        7.1.1 主要研究內(nèi)容和結(jié)論
        7.1.2 本文的主要創(chuàng)新性
    7.2 展望
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的研究成果
致謝
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本文編號：3739893