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大跨度桥梁耦合抖振分析的有限元正交组合方法

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同济大学学报（自然科学版） 2002年第5期30卷 557-562页

作者：丁泉顺陈艾荣项海帆同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

基于结构的固有模态坐标 ,提出了用于大跨度桥梁耦合抖振响应分析的有限元正交组合 (completequadraticcombination ,CQC)方法 .在合理假设基础上 ,推导出桥梁结构的节点等效气动抖振力公式 .结合有限元方法和随机振动理论 ,给出了桥梁... 详细信息

基于结构的固有模态坐标 ,提出了用于大跨度桥梁耦合抖振响应分析的有限元正交组合 (completequadraticcombination ,CQC)方法 .在合理假设基础上 ,推导出桥梁结构的节点等效气动抖振力公式 .结合有限元方法和随机振动理论 ,给出了桥梁结构节点位移和单元内力功率谱密度和方差响应的计算方法 .该方法可以考虑自然风的任意风谱和空间相关性以及桥梁结构抖振响应的多模态耦合效应 ,且计算效率较高 .

关键词：大跨度桥梁气动耦合抖振响应分析有限元正交组合方法随机振动

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超高层建筑等效静力风荷载的反演法

工程力学 2012年第1期29卷 99-105页

作者：黄东梅朱乐东丁泉顺陈伟中南大学土木工程学院湖南长沙410075 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075

该文根据刚性模型测压风洞试验结果,给出了确定等效静力风荷载的反演法,其中,位移等效静力风荷载是在已知最终位移的基础上,运用虚拟广义坐标的概念,根据线性最小二乘法进行反推,而内力等效静力风荷载则在最终截面内力已知的基础上,根... 详细信息

该文根据刚性模型测压风洞试验结果,给出了确定等效静力风荷载的反演法,其中,位移等效静力风荷载是在已知最终位移的基础上,运用虚拟广义坐标的概念,根据线性最小二乘法进行反推,而内力等效静力风荷载则在最终截面内力已知的基础上,根据悬臂梁静力平衡法进行反推。值得注意的是,计算等效静力风荷载所需的最终响应是根据完全二次型组合方法(CQC)求出的,不再分成背景分量和共振分量,而且还可以考虑多振型的耦合。以陆家嘴X3-2地块办公楼为例进行刚性模型测压风洞试验,根据反演法计算出位移等效静力风荷载和内力等效静力风荷载,然后由静力法求出最终响应,通过与CQC法直接计算的结果对比来说明其有效性。

关键词：超高层建筑等效静力风荷载反演法模态耦合刚性模型同步测压风洞试验

基于气弹模型试验的高耸结构随机风振等效静力风荷载

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振动与冲击 2012年第24期31卷 34-37,59页

作者：丁泉顺朱乐东同济大学土木工程防灾国家重点实验室桥梁结构抗风技术交通行业重点实验室上海200092

给出了基于高耸结构气弹模型试验的有限截面风振位移和加速度响应测量结果推算任意结构层位移和加速度响应的最小二乘方法。采用简化的串联多质点系力学模型推导了基于高耸结构气动弹性模型试验的整截面风振内力的计算方法,进一步提出... 详细信息

给出了基于高耸结构气弹模型试验的有限截面风振位移和加速度响应测量结果推算任意结构层位移和加速度响应的最小二乘方法。采用简化的串联多质点系力学模型推导了基于高耸结构气动弹性模型试验的整截面风振内力的计算方法,进一步提出基于气弹模型试验结果的按各结构层整截面风振内力等效的多模态综合等效静力风荷载的最小二乘计算方法。作为实例,以某高耸电视塔为例说明了所提出的多模态综合等效静力风荷载计算方法的可行性和可靠性。

关键词：高耸结构随机风振气弹模型试验等效静力风荷载

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超高层建筑基于双模态转换的风载主模态识别

工程力学 2009年第9期26卷 117-125页

作者：黄东梅朱乐东丁泉顺陈伟同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

在同济大学TJ-2风洞中对某超高层建筑进行了刚性模型分组同步测压风洞试验,获得了各测点层的风力时程,然后运用双模态转换法(DMT)—即联合运用经典模态分析法(CMA)和本征正交分解法(POD)来进行风振响应计算,研究风荷载对响应的影响因素... 详细信息

在同济大学TJ-2风洞中对某超高层建筑进行了刚性模型分组同步测压风洞试验,获得了各测点层的风力时程,然后运用双模态转换法(DMT)—即联合运用经典模态分析法(CMA)和本征正交分解法(POD)来进行风振响应计算,研究风荷载对响应的影响因素。计算结果表明:风振响应的结果与荷载-振型影响系数有关,当某阶荷载模态与振型模态正交性较强时,该阶荷载对响应的贡献较小,反之亦然;同时,风振响应的结果还与荷载模态主坐标的能量大小(本征值)及频谱特性、结构频率和阻尼比有关,本征值越大,其对风振响应的贡献越大,在阻尼比为定值时,某阶频率处的功率谱值越大则其对风振响应的共振分量贡献也会越大。

关键词：超高层建筑双模态转换经典模态分析本征正交分解刚性模型同步测压试验

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桥梁断面18个颤振导数自由振动识别

同济大学学报（自然科学版） 2002年第5期30卷 544-550页

作者：陈艾荣项海帆何宪飞丁泉顺同济大学土木防灾国家重点实验室上海200092

桥梁断面的自激振动力可以用 18个颤振导数来表述 .在现有的两自由度体系总体最小二乘法基础上 ,发展了用于识别桥梁断面三自由度体系 18个颤振导数的方法和试验装置 .利用该方法对箱梁断面进行节段模型试验 ,得到了全部 18个颤振导数 ... 详细信息

桥梁断面的自激振动力可以用 18个颤振导数来表述 .在现有的两自由度体系总体最小二乘法基础上 ,发展了用于识别桥梁断面三自由度体系 18个颤振导数的方法和试验装置 .利用该方法对箱梁断面进行节段模型试验 ,得到了全部 18个颤振导数 .将三自由度试验结果与CFD(computationalfluiddynamics)方法得到的颤振导数进行了分析比较。

关键词：桥梁断面颤振导数自由振动识别节段模型颤振自激力

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邻近建筑对超高层建筑风振响应的干扰效应

同济大学学报（自然科学版） 2009年第3期37卷 291-297页

作者：黄东梅朱乐东丁泉顺同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

在同济大学TJ 2边界层风洞中进行了上海环球金融中心气动弹性模型的风洞试验,分析了距离较远且高度约为环球金融中心一半的周边建筑以及距离较近且高度与环球金融中心相当的金茂大厦对环球金融中心顶部平动和转动平均位移、均方根位移... 详细信息

在同济大学TJ 2边界层风洞中进行了上海环球金融中心气动弹性模型的风洞试验,分析了距离较远且高度约为环球金融中心一半的周边建筑以及距离较近且高度与环球金融中心相当的金茂大厦对环球金融中心顶部平动和转动平均位移、均方根位移和绝对最大加速度的干扰效应.结果表明:当高层密集建筑群(不考虑金茂大厦)集中在上游或上游偏一侧时,会对平均值和均方根有一定的影响,特别是扭转响应,当高层密集建筑群集中在下游时,影响很小;当金茂大厦位于环球金融中心的上游或上游稍偏一侧时,会减小环球金融中心的平动平均位移响应,表现为挡风效应,其尾流会增大环球金融中心的平动均方根位移响应,而当遮挡效应使得平均或脉动压力在形心轴两侧分布不均时会增大转动平均或均方根位移响应.与以往研究不同的是,当金茂大厦位于环球金融中心下游或下游偏一侧时,会改变环球金融中心的漩涡脱落频率,当漩涡脱落频率和结构第一阶固有频率接近时,会在该频率振动方向产生显著的涡激共振现象.当金茂大厦位于环球金融中心一侧时会产生狭道效应(穿堂风),可能会对水平和扭转的平均和均方根位移响应产生影响,视狭道方位和压力分布状况而定.

关键词：超高层建筑邻近建筑风振响应干扰效应漩涡脱落气动弹性模型风洞实验

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高层建筑气弹模型模态参数识别

振动工程学报 2008年第3期21卷 291-297页

作者：黄东梅朱乐东丁泉顺同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

以某一492 m高的超高层建筑为工程背景,讨论了3种不同方法对风洞试验气动弹性模型的固有频率、固有振型和阻尼比等模态参数的识别效果。首先采用初始激励自由衰减振动试验和频域分析方法(简称"初激励频域法")对该气动弹性模型的模态参... 详细信息

以某一492 m高的超高层建筑为工程背景,讨论了3种不同方法对风洞试验气动弹性模型的固有频率、固有振型和阻尼比等模态参数的识别效果。首先采用初始激励自由衰减振动试验和频域分析方法(简称"初激励频域法")对该气动弹性模型的模态参数进行了识别。然后以T J-2风洞中人工紊流风场为环境随机激励源,对该气动弹性模型进行了环境风随机振动试验,并分别采用环境风随机振动频域分析方法和基于响应相关函数的环境风随机振动时域STD方法对其模态参数进行了识别。结果显示:对于固有频率和固有振型,上述3种方法的识别结果比较接近;对于模态阻尼比,初激励自由衰减频域法的识别结果与具有钢芯棒悬臂结构的气动弹性模型模态阻尼比的经验范围相符,但环境风随机振动法的识别结果由于模型振动响应幅值较小而明显偏大。

关键词：高层建筑气弹模型模态参数识别环境风随机激励

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桥梁断面颤振导数识别的耦合自由振动方法

振动与冲击 2012年第24期31卷 5-8,25页

作者：丁泉顺王景朱乐东同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

通过对系统复模态的特征分析发现,只要给定一个折减风速,就可以唯一地确定出系统的振动模态参数;反之,如果已知某一折减风速(或折减频率)时系统的振动模态参数,将可以确定出对应于该折减风速的桥梁断面各颤振导数。基于该思想,建立了从... 详细信息

通过对系统复模态的特征分析发现,只要给定一个折减风速,就可以唯一地确定出系统的振动模态参数;反之,如果已知某一折减风速(或折减频率)时系统的振动模态参数,将可以确定出对应于该折减风速的桥梁断面各颤振导数。基于该思想,建立了从系统振动模态参数确定桥梁断面颤振导数的方法,该方法理论严密,并根本上克服了现有耦合自由振动颤振导数识别方法存在的缺陷。通过数值算例对该桥梁断面颤振导数识别方法的可靠性和适用性进行了有效的验证,且该识别方法能够对桥面颤振发散后的颤振导数进行识别。

关键词：桥梁断面颤振导数耦合自由振动参数识别

超高层建筑气动参数识别的分段线性化-最小二乘法

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振动工程学报 2017年第6期30卷 983-992页

作者：黄东梅朱乐东丁泉顺中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075 同济大学土木工程学院上海200092

柔性超高层建筑在强风作用下会产生气动反馈效应,在结构振动分析中通常通过附加的非线性/线性气动阻尼和气动刚度来考虑其影响。因此,提出了一种用于此类非线性系统识别的谐波分段线性化-最小二乘回归方法。该方法不但可以识别灰箱系统... 详细信息

柔性超高层建筑在强风作用下会产生气动反馈效应,在结构振动分析中通常通过附加的非线性/线性气动阻尼和气动刚度来考虑其影响。因此,提出了一种用于此类非线性系统识别的谐波分段线性化-最小二乘回归方法。该方法不但可以识别灰箱系统,即已知典型非线性振动系统方程,仅需识别其系统参数,还可以识别黑箱系统,即非线性振动系统的方程和参数均未知。该方法首先把非线性振动系统视为分段的线性振动系统并识别出时变的阻尼比,然后根据最小二乘回归分析获得阻尼比与时间或振幅的关系表达式,最终建立其非线性振动方程。最后,以492m的上海环球金融中心为研究对象进行了气动弹性模型振动测量风洞试验,首先采用随机减量法对横风向振动位移响应进行处理获得其自由振动响应,然后应用谐波分段线性化-最小二乘法识别其横风向非线性/线性气动阻尼比和气动刚度,并讨论了其平均气动阻尼比(线性)、气动刚度、非线性气动参数随风速的变化情况。研究结果表明:该方法对识别柔性超高层建筑在强风作用下的此类非线性振动黑箱系统是可行的。

关键词：超高层建筑风洞实验参数识别风致振动分段线性化-最小二乘法