风速时程数值模拟研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lmwtzw0n9c9
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,随着生产生活的需要,工程结构日趋大型化、复杂化,这也必然使结构更轻更柔,对于风荷载将更加敏感。对于这些大跨、高层、高耸结构,风荷载往往起主要甚至决定作用,因此对于这些复杂结构在风荷载作用下的响应研究越来越受到科研工作者的重视。时域分析方法是对结构风振进行非线性分析、详细掌握结构状态的较好方法,具有较大的理论价值和实用意义。进行时域分析必须要利用风速时程样本,因此利用已知的频域信息通过计算机数值模拟重现时程样本是比较好的解决办法。所模拟的风与自然风在统计特性、时间相关性和空间相关性等方面是否一致或接近,对于时程分析的结果具有较大的影响,因此模拟出尽可能接近和满足自然风特性的时程样本模拟具有重大意义。 本文首先对随机过程理论和风的基本性质进行了研究总结,将风速看作是平均风速和脉动风速二部分之和,并进一步将脉动风假定为具有零均值的平稳高斯随机过程,在此基础上依据随机过程理论阐述了风速时程模拟的基本算法。 然后依据现有风速谱的经验公式作为目标谱,基于MATLAB平台,针对谐波叠加法和线性滤波法编制了相应的模拟程序。利用程序通过算例模拟分析,探讨了各参数的合理取值范围。认为频率截取上限可根据情况选择3~5hz。对于谐波叠加法,初步建议频率采样点数应在300以上;时间采样点以控制时间间隔在0.2s左右比较适宜。对于AR(p)模型的频率采样点可适当增多,以保证精度;对于时间间隔建议取值范围在0.1~0.5s之间;模型阶数可按经验取5~10。同时通过算例对不同模拟方法进行了对比分析,讨论了各种方法的优缺点。认为谐波叠加法和线性滤波法均是风速时程数值模拟的两种有效方法,谐波叠加法模拟精度较高,但计算量大,而且不能考虑时间的相关性;线性滤波法计算速度快,可达前者的百倍以上,并且可考虑时间相关性,但精度不如前者。 最后通过实例,讨论了大跨桥梁、高耸结构、高层建筑以及大跨空间结构等不同结构形式风速时程模拟的特点和分析方法,并总结了风速时程模拟的一般步骤。
其他文献
缓粘结预应力作为一项新兴的预应力体系,它兼有有粘结及无粘结预应力二者之长,而无二者之短,在施工阶段如同无粘结预应力一样灵活方便,在使用阶段又如同有粘结预应力一样安全
建筑节能负荷计算是建筑节能的基础,手工计算劳动负荷大、设计周期长、专业性强,给不同设计人员带来了诸多的不便,节能计算软件应运而生,而准确性和易操作性是制约节能负荷计
强夯置换法处理软土地基具有质量可靠、简单易行、经济高效等特点,因此引起了许多工程界人士及专家学者的关注.由于场地条件和工程要求的不同,强夯置换法的具体实施方式也不
桥梁应力、应变检测是检测桥梁受力和变形最有效的手段之一,是评价结构使用状况和安全状况的重要指标。无论多么新高的结构分析技术都不能很好的取代评估大桥性能的现场测试
在研究大跨度网格结构的静动力问题中,由于结构本身参数存在着不确定性,通常表现在模糊性和随机性,本文以讨论了大跨度网格结构材料的物理参数为模糊值的情况下,采用信息熵的
近年来全球地震灾害频发,近场源地震因其独特的地震动表现而有别于远场地震,在过去三十年里被学术界及工程界共同关注。对于近场地震的研究大致为两个方面,一方面是针对地震
由于现代高层建筑呈现出质量轻、柔性大、阻尼低等特点,其对风的敏感性也随着这一特征的放大而增加,高层建筑(尤其是沿海多台风地区的高层建筑)的风荷载研究变得越来越重要,
随着现代建筑的发展,建筑物的高度、跨度不断增加,传统的钢筋混凝土结构己经不能满足现代建筑的要求。因为高层、超高层建筑结构底部柱子所受的轴向压力很大,如仍采用钢筋混凝土
近年来,国内外诸多学者在各种物理领域的波动数值模拟技术中,大量使用了完美匹配层(Perfectly Matched Layer)方法作为人工边界的处理方法。虽然国内也有一部分学者在电磁波
基于性态的抗震设计是以建筑物使用性能为目标的系统设计方法,它可以更好地满足社会和公众对结构抗震性能的多种要求。本文将基于性态的抗震设计思想引入到隔震结构设计中,根据