利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2019107529184
申请人: 广州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种建筑等效静风荷载数据的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:对建筑进行基于高频底座测力天平的风洞试验,获取所述建筑的结构基底的倾覆弯矩时间序列和气动弯矩功率谱;

分别计算所述结构基底的平均风致弯矩响应所引起的平均风荷载、风致背景弯矩响应所引起的等效静风荷载背景分量和风致共振弯矩响应所引起的等效静风荷载共振分量;

计算所述结构基底的风致背景响应和风致共振弯矩响应之间耦合效应所对应的风致耦合弯矩响应;

根据所述风致耦合弯矩响应计算所述风致耦合弯矩响应所引起的等效静风荷载耦合分量;

计算所述等效静风荷载背景分量、等效静风荷载共振分量和等效静风荷载耦合分量分别对应的权重系数;

根据所述平均风荷载、等效静风荷载背景分量、等效静风荷载共振分量和等效静风荷载耦合分量及所述对应的权重系数,计算等效静风荷载。

2.根据权利要求1所述一种建筑等效静风荷载数据的处理方法,其特征在于:所述计算所述结构基底的平均风致弯矩响应所引起的平均风荷载这一步骤,其具体包括:根据所述结构基底的倾覆弯矩时间序列,通过公式 计算所述结构基底的平均风致弯矩响应,其中, 为所述结构基底的平均风致弯矩响应,T为试验采样时长,M(t)为所述结构基底的倾覆弯矩时间序列,t为时间尺度;

根据所述结构基底的平均风致弯矩响应,通过公式 计算所述平均风荷载,其中, 为所述结构基底的平均风致弯矩响应在所述建筑的第i楼层质心处所引起的平均风荷载,zi为所述建筑从地面到第i楼层的总高度,ΔHi为所述建筑的层高,即ΔHi=zi‑zi‑1,H为所述建筑的总高度,α为试验中采用的地貌指数。

3.根据权利要求2所述一种建筑等效静风荷载数据的处理方法,其特征在于:所述计算所述结构基底的风致背景弯矩响应所引起的等效静风荷载背景分量这一步骤,其具体包括:根据所述结构基底的气动弯矩功率谱,通过公式 计算所述结构基底的风致背景弯矩响应,其中, 为所述结构基底的风致背景弯矩响应, 为所述结构基底的气动弯矩功率谱,f为频率;

根据所述结构基底的风致背景弯矩响应,通过公式 计算所述等效静风荷载背景分量,其中,Pi,B为所述结构基底的风致背景响应在所述建筑的第i楼层质心处所引起的等效静风荷载背景分量,gB为所述风致背景弯矩响应所对应的峰值因子。

4.根据权利要求3所述一种建筑等效静风荷载数据的处理方法,其特征在于:所述计算所述结构基底的风致共振弯矩响所引起的等效静风荷载共振分量这一步骤,其具体包括:根据所述结构基底的气动弯矩功率谱,通过公式 计算所述结构基底的风致共振弯矩响,其中, 为所述结构基底的风致共振弯矩响应,ζ0为所述建筑结构的一阶模态阻尼比,χ0为所述建筑结构的折算固有频率;

所述建筑结构的折算固有频率通过公式χ0=(f0D)/VH求得,其中,f0为所述建筑结构的一阶固有频率,D为所述建筑结构的特征宽度,取为结构迎风面宽度,VH为所述建筑高度H处的平均风速;

根据所述结构基底的风致共振弯矩响应,通过公式 计算所述等效静风荷载共振分量,其中,Pi,R为所述结构基底的风致共振弯矩响应在所述建筑的第i楼层质心处所引起的等效静风荷载共振分量,gR为所述风致共振弯矩响应所对应的峰值因子,mi为所述建筑第i个楼层的质量,φi为所述建筑第i个楼层所对应的振型值。

5.根据权利要求4所述一种建筑等效静风荷载数据的处理方法,其特征在于:所述计算所述结构基底的风致背景响应和风致共振弯矩响应之间耦合效应所对应的风致耦合弯矩响应这一步骤,其具体包括:通过公式 计算所述结构基底的总风致弯矩响应,其中,2

σMO1为所述结构基底的总风致弯矩响应,H(f) 为所述建筑结构的机械导纳;

所述建筑结构的机械导纳通过公式 求得;

通过公式 计算所述结构基底的风致背景响应和风致共振弯矩响应的相关系数,其中,ρBR为所述结构基底的风致背景响应和风致共振弯矩响应的相关系数;

通过公式 计算所述结构基底的风致背景响应和风致共振弯矩响应之间的耦合效应所对应的风致耦合弯矩响应,其中, 为所述结构基底的风致耦合弯矩响应。

6.根据权利要求5所述一种建筑等效静风荷载数据的处理方法,其特征在于:所述根据所述风致耦合弯矩响应计算所述风致耦合弯矩响应所引起的等效静风荷载耦合分量这一步骤,其具体包括:将所述风致耦合弯矩响应按照所述风致背景弯矩响应和风致共振弯矩响应的比例分解为背景部分和共振部分:所述背景部分为: 所述共振部分为:

其中, 为所述风致耦合弯矩响的背景部分, 为所述风致耦合弯矩响的共振部分;

通过公式 计算所述风致耦合弯矩响应的背景部分引起的第一等效静风荷载耦合分量,其中,Pi,C1为所述风致耦合弯矩响应的背景部分在所述建筑的第i楼层质心处所引起的第一等效静风荷载耦合分量,gC为所述风致耦合弯矩响应所对应的峰值因子;

通过公式 计算所述风致耦合弯矩响应的共振部分引起的第二等效静风荷载耦合分量,其中,Pi,C2为所述风致耦合弯矩响应的共振部分在所述建筑的第i楼层质心处所引起的第二等效静风荷载耦合分量;

通过公式Pi,C=Pi,C1+Pi,C2计算所述风致耦合弯矩响应所引起的等效静风荷载耦合分量,其中,Pi,C为所述结构基底的风致耦合弯矩响应在所述建筑的第i楼层质心处所引起的等效静风荷载耦合分量。

7.根据权利要求6所述一种建筑等效静风荷载数据的处理方法,其特征在于:所述计算所述等效静风荷载背景分量、等效静风荷载共振分量和等效静风荷载耦合分量分别对应的权重系数这一步骤,其具体包括:通过公式 计算所述等效静风荷载背景分量对应的权重系数,其中,WB为所述等效静风荷载背景分量对应的权重系数;

通过公式 计算所述等效静风荷载共振分量对应的权重系数,其中,WR为所述等效静风荷载共振分量对应的权重系数;

通过公式 计算所述等效静风荷载耦合分量对应的权重系数,其中,WC为所述等效静风荷载耦合分量对应的权重系数,sgn()为符号函数。

8.根据权利要求7所述一种建筑等效静风荷载数据的处理方法,其特征在于:所述根据所述平均风荷载、等效静风荷载背景分量、等效静风荷载共振分量和等效静风荷载耦合分量及所述对应的权重系数,计算等效静风荷载这一步骤,其具体为:通过公式 计算等效静风荷载,其中, 为所述结构基底在所述建筑的第i楼层质心处的等效静风荷载;

取 从而计算得到所述等效静风荷载的极大值;

取 从而计算得到所述等效静风荷载的极小值。

9.一种建筑等效静风荷载数据的处理装置,其特征在于,包括:存储器和处理器,所述存储器用于存储至少一个程序,所述处理器用于加载所述至少一个程序以执行权利要求1‑8任一项所述处理方法。

10.一种存储介质,其中存储有处理器可执行的指令,其特征在于:所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如权利要求1‑8任一项所述处理方法。