高耸结构是一种特殊的结构形式,具有高度高、重量轻、刚度小、外形细长等特点,广泛应用于电力、通讯、广播电视等领域。高耸结构的外形特征决定了风荷载是其控制荷载,随着需求的提高和技术的进步,高耸结构日益向着更高、更轻、更柔的方向发展,使得对风荷载的敏感性进一步增强。由紊流风引起的结构抖振响应显得更为重要。抗风分析方法一般可分为频域法和时域法。频域抖振分析通常将大气紊流作为平稳随机过程,根据已有风速谱,考虑结构的传递函数,最后得到抖振响应的统计量。时域分析能模拟时间历程,同时考虑结构的非线性、风荷载相关性的影响。由于本文没有现场实测的风速谱,无法采用频域法进行分析。所以时域分析方法计算结构的风致抖振是比较合适的。本文主要做了如下工作:1.根据高耸结构所处风场特点,利用谐波合成法模拟脉动风速时程,同时考虑了脉动风的空间相关性。FFT技术的引入,也极大地提高了模拟运算效率。此外,还对不同功率谱计算所得脉动风速的参数进行对比,选择更适合高耸结构的功率谱。2.以Davenpon理论为基础,建立抖振力模型。在时域内计算了结构的顺风向动力响应,计算了结构的阻尼,分别考虑了平均风荷载和抖振力对结构响应的贡献。将计算结果和风洞试验结果进行了比较和分析。3.为了研究高耸结构在强风作用下的振动特性,本文对威海之星观光塔进行了风洞试验研究。根据相似原理设计制作了气弹模型,在均匀流场中测定了模型的气动力系数,在风洞中模拟了大气边界层流场,在紊流流场中测定了模型振动响应,并将试验结果换算到实物,作为设计和计算的依据。