成果名称: 基于原型实测的超高层建筑风致振动的阻尼比特性及其数学模型研究
完成单位: 广州大学
主要人员: 徐安、吴玖荣、郑庆星、张志华、甘高凡、董超超、吴本刚
介绍:

    一、课题来源与背景:本成果来源于国家自然科学基金项目“基于原型实测的大型复杂结构风致振动的阻尼比特性及其数学模型研究”。其主要背景是近年来超高层建筑越来越多的出现在城市建设中,阻尼比是评估超高层建筑的风振响应和计算等效静风荷载的重要动力参数。在结构抗风分析时,其阻尼比的取值往往存在很大的主观性,确定可供参考的实测数据和数学模型。
    二、技术原理及性能指标:
  (1)建立了高层建筑风场和结构响应的同步监测系统,并在数次台风过程中对广州数座地标性超高层建筑的风场和结构响应进行了实测研究。
  (2)采用Hilbert-Huang变换方法来识别结构的固有频率和阻尼比,并采用经验模态分解方法消除采样信号以及在由加速度信号积分计算速度和位移时程过程中产生的信号漂移,在此基础上对于建筑物基底倾覆弯矩进行了估计。
  (3)基于连续小波变换,提出了一种估算超高层建筑在风激励下的阻尼比的新方法,该方法有以下主要步骤。首先运用连续小波变换方法求出信号的功率谱,在选择功率谱谱峰附近的合适频段,通过非线性拟合来识别结构的阻尼比。相比传统的周期图法计算的功率谱,本项目提出的新方法的谱估计具有更高的精度,因而在处理短时信号时,识别得到的结构阻尼比也具有更高的精度。
    三、技术的先进性与创造性:本成果所提出的基于小波变换的超高层建筑风致振动阻尼比识别方法相比类似方法有更好的精度,有一定创新性。
    四、技术的成熟程度、适用范围和安全性:本项目技术成熟,适用于超高层建筑风致振动实测数据的分析和超高层建筑的抗风设计。安全性良好。
    五、应用情况及存在问题:本成果已经在利通广场、广州西塔等数座超高层建筑实测数据分析中得到应用,目前仍未对外推广。
    六、历年获奖情况:本成果尚未获得科技成果奖励。

    技术成熟程度:本项目的阻尼比识别技术已较为成熟,可适用于其他一些建筑结构振动测试数据的动力参数识别;本项目的对于超高层建筑风致振动阻尼比的实测数据和取值范围建议可供实际工程取值的参考。

批准登记号: 粤科成登(2)字【2019】0045
登记日期: 2018-11-30
研究起止时间: 2013.01 至2015.12
所属行业: 建筑业
所属高新技术类别:
评价单位名称: 国家自然科学基金委员会
评价日期: 2016.03.21