建筑覆面非高斯风压极值预测的完全Hermite峰值因子方法研究

作     者：朱昭锟 

作者单位：中南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄东梅;张正维

授予年度：2023年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：超高层建筑 非高斯风压 峰值因子 气弹模型 极值风压 

摘      要：建筑覆面的极值风压预测向来是围护结构安全性问题探讨的热点。本文将理论推导与风洞试验相结合,建立完全Hermite系数显式模型和自动化分区样本识别系统,给出并综合评定完全Hermite峰值因子算法。将上述算法用于探究振动对超高层建筑表面风压非高斯特性的影响,并给出考虑风速风向以及非高斯风压的极值风压预测方法。首先,建立完全Hermite系数显式模型,并给出自动化样本批量分区识别方法。基于风洞试验结果,研究完全Hermite峰值因子算法适用性和鲁棒性。结果表明:Hermite系数显式模型和分区识别方法计算可靠且完全Hermite峰值因子计算方法具备误差小而稳定的特点。然后,基于气弹模型同时测振测压风洞试验结果,对典型横风向振动状态下模型覆面风压系数时程进行概率分析。利用完全Hermite峰值因子算法研究覆面风压非高斯特性。结果表明:(1)完全Hermite峰值因子计算方法适用于不同工况下试验结果。(2)处于抖振状态的气弹模型峰值因子分布不对称性明显提高。(3)处于涡振状态的气弹模型,峰值因子分布的随机性较抖振状态下大幅减弱。最后,基于机场塔台风洞试验,分别利用规范建议方法、工程常用方法和基于完全Hermite峰值因子的极值预测方法进行极值风压预测。建立风速风向联合概率分布模型,给出综合考虑风速风向特性和风压非高斯特性的极值风压预测方法。结果表明:(1)基于完全Hermite峰值因子的极值风压预测方法,给出保守结果且对非高斯特性敏感。(2)预测方法可综合考虑风气候和非高斯风压特性。综上所述,本文研究并完善超高层建筑非高斯风压体系建设,给出极值取值方法以满足不同工况下的结构风压设计。图183幅,表18个,参考文献117篇