偏心超高层建筑风振响应与弯扭耦合研究

"这篇论文是2010年由唐意、顾明和全新阳发表在《同济大学学报(自然科学版)》上的，属于自然科学领域，主要探讨了偏心超高层建筑的风振响应问题。研究运用了结构随机振动理论，考虑了结构振型耦合和风力相关性对风振影响的计算方法，特别关注了矩形截面偏心结构。通过风洞试验数据，分析了偏心位置和截面厚宽比对风致振动加速度的舒适性影响。研究发现，当建筑物的短边正对风向且刚心和质心在顺风方向偏移时，风振响应显著增加。关键词包括偏心超高层建筑、弯扭耦合以及风致振动。" 这篇学术论文详细研究了偏心超高层建筑在风荷载作用下的动态响应，特别是在风振分析方面。首先，作者基于结构随机振动理论，这是一种用于分析非线性动力系统在随机激励下的响应的方法，如风对高层建筑的影响。在该理论框架下，他们推导出了一套适用于偏心超高层建筑的弯扭耦合风振计算公式。弯扭耦合是指结构在横向风荷载作用下同时发生弯曲和扭转的复杂运动状态，这在高层建筑中尤其重要，因为这种耦合效应会显著改变结构的振动特性。 论文中，研究团队使用了风洞试验获取的脉动风力数据，这些数据通常能够模拟真实环境中的风场条件。通过对矩形截面偏心结构的风振响应计算，他们能够量化风力如何影响建筑物的振动加速度。这对于评估建筑的舒适性和安全性至关重要，因为过大的振动加速度可能导致人员的不适感，甚至可能对建筑物结构造成损害。 在分析结果中，他们指出，如果建筑的较短边面向风向，且结构的刚心（即刚度中心）和质心（质量中心）在顺风方向有偏移，那么风振响应将会显著增加。这种现象可能由于结构的不对称性加剧了风力作用的效果，导致更大的振动。这一发现对于建筑设计和风工程领域具有重要的指导意义，因为它提醒工程师在设计偏心超高层建筑时，需要特别关注这种特定的风荷载条件，以确保建筑的稳定性和居住者的舒适性。 这篇论文提供了深入的理论分析和实验数据，为理解和控制偏心超高层建筑在风荷载下的动力行为提供了宝贵的见解，对于提高此类建筑的抗风设计标准和减少风致振动影响具有实际应用价值。