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实测风场风速风向耦合的三维非平稳特征研究

建筑结构学报 2016年第2期37卷 106-113页

作者：吴本刚傅继阳吴玖荣广州大学-淡江大学工程结构灾害与控制联合研究中心广东广州510006 广州大学土木工程学院广东广州510006

为了获取考虑风速风向耦合效应的实测风场非平稳特征,在获取三维脉动风速时程的过程中,采用EMD方法建立了三维脉动非平稳风速模型,并推导出了脉动风速时程表达式,进一步发展了风速时变标准差、时变湍流强度的概念。以高层建筑实测台风... 详细信息

为了获取考虑风速风向耦合效应的实测风场非平稳特征,在获取三维脉动风速时程的过程中,采用EMD方法建立了三维脉动非平稳风速模型,并推导出了脉动风速时程表达式,进一步发展了风速时变标准差、时变湍流强度的概念。以高层建筑实测台风数据作为算例,并与平稳风速模型进行对比分析,验证了非平稳风速模型的准确性和优越性:不需要选取基本时距;时变的物理量能反映微观特征,更能反映风速的非平稳性。通过平稳度指数检验了数据分析过程的平稳性特征,结果表明:风速在频域内的平稳性指数随着频率的增大而逐渐增大;不考虑风向时,风速的平稳性指数大小是与风速的变化速率相关的;非平稳风速模型所计算的脉动风速平稳性较平稳性模型方法所分析结果有所改善。

关键词：超高层建筑风场实测非平稳风速模型经验模态分解矢量分解法风速风向

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非均匀质量高层结构风振基底剪力计算研究

湖南大学学报（自然科学版） 2024年第11期51卷 65-73页

作者：周云周和鸿吴玖荣广州大学土木与交通工程学院广东广州510006 广州大学风工程与工程振动研究中心广东广州510006

针对荷载规范中顺风向等效静力风荷载计算公式难以准确评估非均匀质量的高层结构基底剪力,提出竖向空间相关性折算系数η_(z)和质量转换系数m_(cn),分别考虑了多自由度体系与无限自由度体系两者竖向空间相关性的差异和质量非均匀分布对... 详细信息

针对荷载规范中顺风向等效静力风荷载计算公式难以准确评估非均匀质量的高层结构基底剪力,提出竖向空间相关性折算系数η_(z)和质量转换系数m_(cn),分别考虑了多自由度体系与无限自由度体系两者竖向空间相关性的差异和质量非均匀分布对基底剪力的影响,对规范方法进行改进,结合两个算例进行验证;同时分析振型系数、建筑高度和地貌类型对η_(z)的影响.研究表明:竖向空间相关性折算系数η_(z)能反映多自由度体系与无限自由度体系两者竖向空间相关性的差异对基底剪力的影响,算例考虑该影响与否的误差分别为1.2%和2.8%;质量转换系数m_(cn)能反映质量非均匀分布对基底剪力的影响,算例考虑该影响与否的误差为小于5%和等于28.5%;两系数结合规范方法可准确计算非均匀质量高层结构风振基底剪力.η_(z)随着地面粗糙度增加和建筑高度增加而增大,随着指数型振型系数的指数增大而减小;η_(z)参数分析的最小值为0.922,误差可达5%以上;当设计不考虑多自由度体系和无限自由度体系两者竖向空间相关性的差异对基底剪力的影响时,按多自由度体系计算是偏于安全的.针对不同工程,质量转换系数m_(cn)取值需根据具体楼层质量与振型系数计算确定.

关键词：高层建筑荷载规范基底剪力竖向空间相关性折算系数质量转换系数

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高层建筑实测风场环境的非平稳性分析研究

空气动力学学报 2014年第3期32卷 410-415页

作者：吴本刚吴玖荣傅继阳广州大学-淡江大学工程结构灾害与控制联合研究中心广州510006 广州大学土木工程学院广州510006

首先采用应用较广泛的矢量分解法,对超高层结构西塔顶部的实测数据进行处理,总结了矢量分解法的三个方面的局限。然后针对这些局限且为获取较准确的脉动风速时程,考虑了风速非平稳特性,给出了获取螺旋桨风速仪的正交两方向的脉动风速时... 详细信息

首先采用应用较广泛的矢量分解法,对超高层结构西塔顶部的实测数据进行处理,总结了矢量分解法的三个方面的局限。然后针对这些局限且为获取较准确的脉动风速时程,考虑了风速非平稳特性,给出了获取螺旋桨风速仪的正交两方向的脉动风速时程的平稳模型与非平稳模型的数值表达公式。依据上述两种风速模型,进一步从湍流强度、阵风因子、概率密度分布和风速谱等指标进行对比分析,结果表明非平稳风速模型能更精确地描述高层建筑顶部实测风速数据的真实状态。

关键词：非平稳风速模型经验模态分解矢量分解法风场实测超高层结构

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中信广场风场特性与结构响应实测研究

建筑结构学报 2009年第1期30卷 115-119,132页

作者：徐安傅继阳赵若红吴玖荣广州大学广州大学与淡江大学工程结构灾害与控制联合研究中心广东广州510006 温州大学建筑与土木工程学院浙江温州325000

利用超声风速仪和加速度传感器现场实测了中信广场在台风"达维"的作用过程中的风场特性、建筑物表面风压以及加速度响应时程,分析了平均风速、平均风向的变化历程,以及纵向、横向和竖向风速谱特性和加速度响应谱特性。结果表明,中信广... 详细信息

利用超声风速仪和加速度传感器现场实测了中信广场在台风"达维"的作用过程中的风场特性、建筑物表面风压以及加速度响应时程,分析了平均风速、平均风向的变化历程,以及纵向、横向和竖向风速谱特性和加速度响应谱特性。结果表明,中信广场顶部的风速谱与von Karman谱较为接近,通过现场实测的加速度响应谱得到中信广场的固有频率比有限元模型的计算结果大32%,分析认为由于非结构构件参与工作,增加了结构刚度以及结构没有满负荷工作,结构的实际质量小于有限元分析中的计算质量。

关键词：高层建筑风致响应原型实测功率谱

考虑空间三维模态及振型修正的高耸结构风振响应分析

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空气动力学学报 2018年第6期36卷 966-973页

作者：吴玖荣钟文坤徐安广州大学-淡江大学工程结构灾害与控制联合研究中心广东广州510006

采用某假想格构式高耸结构电视塔的高频天平测力风洞试验结果,在对其进行半刚性处理的基础上,用六种不同的方法分别考虑空间三维模态、非直线振型及各方向气动载荷耦合等因素,并考虑单方向一维直线振型的风致位移响应计算结果,在五个不... 详细信息

采用某假想格构式高耸结构电视塔的高频天平测力风洞试验结果,在对其进行半刚性处理的基础上,用六种不同的方法分别考虑空间三维模态、非直线振型及各方向气动载荷耦合等因素,并考虑单方向一维直线振型的风致位移响应计算结果,在五个不同风向角下进行了电视塔顶部位移均方根响应的对比分析,对比结果表明五个风向角工况下得到的结论基本一致,对比本文算例考虑空间三维模态、非直线振型及各方向气动载荷耦合等因素,进行修正计算的结果在x和y方向减少近21%～37%。相比而言仅考虑振型修正的结果,比仅考虑三维空间振型耦合或基底气动载荷的相关性所产生的差异要大。

关键词：高频测力天平风洞试验振型修正空间耦合三维模态风致响应分析气动载荷相关性

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多点风激励下高层建筑响应分析方法

自然灾害学报 2014年第3期23卷 66-75页

作者：郑庆星傅继阳吴玖荣广州大学-淡江大学工程结构灾害与控制联合研究中心广东广州510006

以高层建筑风振响应分析方法为研究对象,推导了CQC方法和SRSS方法的计算公式;同时,特别介绍了谐波激励法(HEM),并在虚拟激励法的基础上提出了一种新的算法——谱分解法(SDM)。将这些方法用于广州西塔风振响应分析中,结果表明:CQC方法是... 详细信息

以高层建筑风振响应分析方法为研究对象,推导了CQC方法和SRSS方法的计算公式;同时,特别介绍了谐波激励法(HEM),并在虚拟激励法的基础上提出了一种新的算法——谱分解法(SDM)。将这些方法用于广州西塔风振响应分析中,结果表明:CQC方法是精确算法,但计算量大;SRSS方法计算效率高于CQC方法,但会损失计算精度;HEM方法占用内存少,计算效率高;SDM方法具有和CQC方法一样的精度,但计算效率更佳。通过精度和效率的对比分析,建议在高层建筑风振响应分析中优先采用HEM方法和SDM方法。

关键词：风振响应 CQC方法 SRSS方法谐波激励法谱分解法

顶部带FPS-TMD系统的高耸结构风振控制效益分析

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振动与冲击 2018年第6期37卷 142-148页

作者：吴玖荣周泽宇梁强武傅继阳广州大学-淡江大学工程结构灾害与控制联合研究中心广州510006

将摩擦摆FPS和调谐质量阻尼器TMD系统相结合,建立和推导了顶部带FPS-TMD系统的高耸结构在风荷载作用下的风振控制非线性动力方程,讨论了利用Newmark-β法和迭代法结合求解上述非线性动力方程的解法。以广州新电视塔为例,通过选用影响其... 详细信息

将摩擦摆FPS和调谐质量阻尼器TMD系统相结合,建立和推导了顶部带FPS-TMD系统的高耸结构在风荷载作用下的风振控制非线性动力方程,讨论了利用Newmark-β法和迭代法结合求解上述非线性动力方程的解法。以广州新电视塔为例,通过选用影响其风振控制效果的不同参数(主体结构阻尼比,主次系统质量比,滑道不同摩擦因数以及滑道半径等)作用下的主体结构风致位移和加速度对比,对顶部带FPS-TMD系统的高耸结构风振控制效益进行综合分析。分析结果表明,相比无控结构而言,在不同控制参数情况下FPS-TMD系统具有不同的减振效果,通过合理选择FPSTMD系统的控制设计参数,可使得主体结构能够达到最佳减振效率。

关键词：摩擦摆系统调谐质量阻尼器动力方程减振控制高耸结构

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大跨屋盖结构考虑模态耦合的等效静力风荷载

力学学报 2007年第6期39卷 781-787页

作者：傅继阳谢壮宁李秋胜吴玖荣徐安暨南大学土木工程系广州510632 汕头大学土木工程系汕头515063 香港城市大学建筑系

基于荷载响应相关法提出了一种计算大跨屋盖结构等效静力风荷载的新方法.该方法不再分别计算结构的背景响应和共振响应,而是采用完全二次型组合法直接计算结构的整体动态响应;而且这种方法能够考虑多阶模态的贡献和各阶模态响应间的耦... 详细信息

基于荷载响应相关法提出了一种计算大跨屋盖结构等效静力风荷载的新方法.该方法不再分别计算结构的背景响应和共振响应,而是采用完全二次型组合法直接计算结构的整体动态响应;而且这种方法能够考虑多阶模态的贡献和各阶模态响应间的耦合效应.最后,将一大跨屋盖结构(深圳市民中心)作为实际工程应用案例,计算了它的等效静力风荷载,并将其与其他方法的计算结果进行比较,以验证方法的有效性.

关键词：大跨屋盖结构等效静力风荷载模态耦合风荷载风洞试验

考虑挡板间水动力相互作用影响的矩形TLD水箱阻尼比分析

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应用数学和力学 2021年第1期42卷 71-81页

作者：钟文坤吴玖荣孙连杨广州大学广州大学-淡江大学工程结构灾害与控制联合研究中心广州510006

利用能量耗散原理,推导了底部安装有多块垂直挡板和左右侧壁对称安装有多组水平挡板的矩形TLD水箱在正弦激励荷载下的线性阻尼比估算公式,通过引入速度势函数修正因子考虑了挡板间水动力相互作用的影响,对矩形水箱的阻尼比计算公式进行... 详细信息

利用能量耗散原理,推导了底部安装有多块垂直挡板和左右侧壁对称安装有多组水平挡板的矩形TLD水箱在正弦激励荷载下的线性阻尼比估算公式,通过引入速度势函数修正因子考虑了挡板间水动力相互作用的影响,对矩形水箱的阻尼比计算公式进行了修正.将考虑挡板间水动力相互作用影响与否得到的矩形水箱阻尼比计算结果与振动台试验结果进行了对比分析,研究结果表明:挡板间距较小时,挡板间的水动力相互作用对水箱的阻尼比影响较明显,不能忽视,而考虑此因素进行修正后得到的阻尼比与试验值较吻合,具有更高的估算精度.

关键词：矩形TLD水箱能量耗散原理挡板线性阻尼比振动台试验水动力相互作用影响