“顺风向风振”的名词解释

“顺风向风振”的名词解释

当脉动风周期小于10min 的风,它的强度较大,且有随机性,周期与结构的自振周期 较接近,产生动力效应,引起顺风向风振

横向风阵时对称结构可忽略， 但细长的高柔结构须考虑动力效应。 如上图：一等截面的细长物体处于速度为 v 的风中，假定不考虑 长度的影响，取出一单位长度的一段来进行分析。由于空气的流动， 在物体表面上将产生风压。 将单位面积上的风压沿物体表面积分， 一 般情况下将得到三个分力： 单位跨度上的顺风向的阻力， 横风向的升 力，以及扭矩。 来风在建筑物的周围会形成湍流风场 , 并引起建筑物一定幅度 的风振振动 . 对于高层和超高层建筑的风振动力反应主要有以下三方 面的考虑 : 其一 , 由风振产生的惯性力在结构中引起附加应力 ; 例如我 国现行建筑结构荷载规范中考虑了顺风向风振反应惯性力 , 高耸结构 设计规范中同时考虑了顺风向与横风向风振反应的惯性力 ; 其二 , 由于 风振反应发生的频度较高 , 有可能使结构产生疲劳效应 ; 其三 , 建筑结 构的振动加速度会使生活和工作在其中的人产生不舒适感 , 当风以一定速度吹响建筑物时， 建筑物将对其产生阻塞和扰动作 用，从而改变该建筑物周围风的流动特性。反过来，风的这种流动特 性改变引起的空气动力效应将对结构产生作用。 由于自然风的紊流特性， 因此风对结构的这种作用包含了静力作 用和动力作用两个方面，使结构产生相应的静力和动力响应。 风不仅对结构产生静力作用， 还会产生动力作用， 引起高层建筑、 各类高塔和烟囱等高耸结构、 大跨度缆索承重桥梁、 大跨度屋顶或屋 盖、灯柱等许多柔性结构的振动，产生动力荷载，甚至引起破坏。 结构的风致振动在很大程度上依赖于结构的外形、 刚度 （或柔度） 、 阻尼和质量特性。 不同的外形将引起不同的风致动力荷载。 结构刚度 越小，柔性越大，则其风致振动响应就越大。结构的阻尼越高，其风 致振动的响应也就越小。 风致振动减振措施研究一般也是从这四方面 着手。 （ 1 ）顺风向风阵计算 高层建筑顺风向风效应主要是由平均风速引起的平均风压和风 速脉动引起的脉动风压所导致。 a.g.davenpor 等人对建筑物的顺风动 态响应问题进行了理论和试验研究 , 基于片条理论和准定常理论建立 的顺风向风振分析方法已被广泛应用。 只要按照实际情况计算 , 即使只计入一阶实际振型 , 多阶振型计算 方法与简化计算方法的基底剪力和层间剪力都存在明显差异 ; 如果计 入更多实际振型 , 差异还将继续加大。但在计入实际振型数大于 2 以 后 , 两种计算方法的结果差异很小。 主要原因是 : 简化计算方法中采用的振型函数 ∀ 1(z) 是按照经验公 式求得 , 而结构实际的振型与之有差异 , 这样使得两种算法在计算过程 中与振型系数 ∀ 1(z) 相关的各个参数值都不同 , 导致最后的差异。 随着振型阶数的加大 , 高振型对顺风向风振的影响逐渐减小。主要 有两个原因 : 第一 , 一般建筑结构的第一振型周期远小于风的卓越周期 , 高振型的周期更小 , 随着振型阶数的加大其影响就更小 ; 第二 , 结构高 振型有正负号相间出现 , 计算过程中可抵消一部分 , 随着振型阶数的加 大 , 正负相消的影响越来越大。