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超高層建筑層風力空間相關性數(shù)學模型——綜合分析法

Mathematical model of spatial correlation of wind pressure coefficients for super-tall buildings： comprehensive analysis method

[1] [2]

Huang Dongmei Zhu Ledong （State Key Laboratory for Disaster Reduction in Civil Engineering,Tongji University, Shanghai 20（KO2,China）

同濟大學土木工程防災國家重點試驗室,上海200092

文章摘要：以某一高492m、具有特殊體型的超高層建筑為工程背景，探討一種建立超高層建筑層風力空間相關性數(shù)學模型的新方法。首先，在同濟大學TJ-2邊界層風洞中對該超高層建筑進行剛性模型分組同步測壓風洞試驗，，得到各測點層的風力系數(shù)時程，并對各層風力系數(shù)的頻譜特性進行分析，獲得各類層風力系數(shù)功率譜沿高度變化的特點；接著，對順風向、橫風向和扭轉風向的層風力系數(shù)的空間相關性進行詳細的分析，根據(jù)它們的特點提出一種建立超高層建筑層風力空間相關性數(shù)學模型的新方法并給出擬合公式；最后，根據(jù)試驗得到的層風荷載功率譜和擬合的空間相干函數(shù)公式便可構造風荷載互功率譜矩陣。由互功率譜矩陣和前三階模態(tài)便可得到前三階廣義力功率譜，通過與剛性模型同步測壓風洞試驗直接獲得的結果比較表明：建立空間相關性數(shù)學模型的新方法是有效的，給出的擬合公式是可行的。

Abstr：A method of establishing a mathematical model of spatial correlation of wind pressure coefficients for super-tall buildings is explored using as example a 492m super high-rise irregularly shaped building. A rigid model synchronization pressure test of the building is carried out in a TJ-2 atmospheric boundary layer wind tunnel. The time-history of wind pressure coefficients are obtained and their frequency characteristics analyzed. The features of the power spectra of wind pressure coefficients varying in the vertical direction of the model are obtained. The spatial correlation of wind pressure coefficients for across-wind, long-wind and torsion-wind are analyzed. According to their characteristics, a method of establishing the mathematical model of spatial correlation of wind pressure coefficients for super-tall buildings is put forward and the fitting formula provided. The cross-power spectrum matrix is constructed according to wind load power spectrum from the experiment and the fitting formula of spatial correlation coefficients. According to the cross-power spectrum matrix and the first modal, the first-order generalized force power spectrum is derived. Comparison with the result of the rigid model synchronization pressure test verifies the method and the fitting formula.

文章關鍵詞：

Keyword：:super-tall building spatial correlation mathematical model rigid model synchronization pressure test cross-power spectrum matrix

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課題項目：上海市教育委員會曙光計劃（04SG23）、上海市科學技術委員會交叉領域創(chuàng)新團隊培養(yǎng)計劃（03DZ12039）

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