基于超高层建筑风致响应的舒适度研究

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超高层建筑结构在强风作用下,可能会出现较大的风致响应。当结构风致振动较大时,常常会使建筑物中的人员觉得不舒适,呈现紧张乃至恐慌心理。本文以长沙某高层建筑为工程背景,采用风洞试验与有限元分析相结合的方法,进行了超高层建筑等效静力风荷载分析以及舒适度研究。论文主要研究内容及成果如下:首先,综合国内外相关文献资料,阐述了不同国家和地区的风致舒适度标准,并与我国规范标准进行了对比。研究表明,不同国家和地区舒适度标准的差异体现在荷载重现期、指标类型、是否与频率相关以及限值大小四个方面,并认为采用较低的风荷载重现期比较合适。因此建议我国规范的风振舒适度评价标准可以采用一年一遇的重现期,并将标准限值适当放宽松。然后,开展了缩尺比为1:350的超高层建筑刚性模型测压试验,简要介绍了随机振动理论和等效静力风荷载及风致响应的计算方法,并利用实验获得的风压时程数据,通过有限元计算得到了超高层建筑在不同重现期下的风致响应,包括基底响应,峰值加速度以及等效静力风荷载等。以阻尼比、荷载重现期为变量,利用实验数据和有限元分析所得的加速度响应,对长沙某高层住宅进行舒适度综合评价。最后,结合国内外学者的研究结论,剖析了影响高层建筑物风致振动舒适性的要素。其中主要因素是振动加速度、与加速度有关的振动持续时间、振动频率、振动加速度值所对应的风荷载重现期以及阻尼比取值等。其中次要因素包括振动条件下人所处的环境、姿势、年龄、性别以及不同人对振动的承受能力等。而后综合全文研究,对我国《高层建筑混凝土结构技术规程》的舒适度条文提出了适当的修改建议。
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