摘 要

在建筑防风和建筑抗震的现实要求下，建筑材料正在不断向着轻质高强的方向发展，而更高、更柔也随之成为现代超高层建筑的发展方向。这将会导致建筑结构的动力特性产生一系列变化，具体表现为结构自振周期变得更长，结构自身阻尼更小，以及结构动力敏感性变大。结构的变化将会影响其承受荷载的能力，而风荷载一直是超高层建筑结构的主要控制荷载之一，所以对风荷载作用下超高层建筑的动力响应开展研究具有重要意义。

具体研究过程中采用了两个实例，即广州中信广场在台风“达维”作用下和台北101大楼在台风“玛莎”作用下的现场实测研究，在对风致响应数据加以统计分析之后，得到了动力特性参数和相关结论，并与规范、经验公式进行对比研究。

本文通过识别、分析动力特性参数研究了超高层建筑动力响应的相关问题，采用的基本手段是对超高层建筑的风致响应开展现场实测，同时结合理论分析，将实测结果与相关理论成果加以对比，得出对超高层建筑结构设计有指导意义的研究成果。

关键词：超高层建筑；风致响应；现场实测；动力特性参数；模态参数识别技术

Abstract

Under the requirements for architectural wind and earthquake, the building material is continuously developing in the direction of the light weight and high strength, at the same time, more and more soft and high become the development direction of modern high-rise buildings. This will cause a series of changes in the dynamic characteristics of structures, the manifestation of structural natural vibration period becomes longer, smaller damping structure itself, and the structure dynamic sensitivity. Structure changes will affect its ability to withstand the load, and the wind load has been a tall building structure is one of the main control load, so the dynamic response under the action of the wind load of high-rising structure is carried out the research is of great significance.

Used in the process of the specific studies the two instances, namely, Guangzhou citic plaza under the effect of the typhoon "Davey" and Taipei 101 in typhoon "Martha" under the action of an in-situ test study, statistical analysis of wind-induced response data, dynamic parameters and the related conclusion.

This article is based on the dynamic characteristics parameters studied the dynamic response of tall building related issues, and is the basic means to the wind-induced response of high-rise buildings to carry out the field measurement, and combining with theoretical analysis, to compare the measured results and the theoretical achievements of relevant for tall building structure design has a guiding significance to the research results.

Key Words：Super high-rise building; Wind-induced responses;Field measurements;Dynamic characteristics;Modal parameter identification technology

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1概述 1

1.2结构风荷载与风致响应 2

1.3超高层建筑的动力特性参数 2

1.4研究目的及意义 3

1.5研究内容 3

第2章 现场实测研究与模态参数识别技术 5

2.1Matlab软件的应用 5

2.2功率谱峰值法和随机减量法 5

2.3现场实测研究 6

第3章 广州中信广场风致响应的现场实测研究 8

3.1引言 8

3.2工程背景介绍 8

3.3中信广场的风致响应和动力特性研究 9

3.3.1加速度响应功率谱 9

3.3.2自振频率分析 10

3.3.3结构阻尼特性 11

3.3.4舒适度分析 12

3.4小结 14

第4章 台北101大楼动力响应的现场实测研究 15

4.1引言 15

4.2台北101大楼简介 15

4.3结构动力响应及自振特性研究 17

4.3.1加速度响应功率谱与自振频率分析 17

4.3.2加速度响应的概率分布特性 18

4.3.3结构振型分析 20

4.4小结 22

第五章 结论与展望 23

参考文献 24

致谢 27

第1章 绪论

1.1概述

当前，现代高层建筑正在不断高速向前发展，无论是数量方面还是高度方面都可以用日新月异来形容，超高层建筑也在向着更高更柔的方向发展^[8]。放眼国内，超高层建筑的发展已经取得了令人瞩目的成就，从各个方面来看，我国的超高层建筑都处于世界较为领先的水平。从数量上来说，我国已经在上海、香港、台北、广州等地建成了数十栋超高层建筑，其中还不包括大量在建的超高层建筑，比如高达636米的武汉绿地中心大楼（见图1.1）等；国内的超高层建筑在高度上也毫不逊色，在已建成的超高层建筑中，我国的上海中心大厦为世界上已建成的第二高楼（见图1.2），高度是632米。本文选取的研究对象是高391米的广州市中信广场主塔楼和我国台湾地区高达508米的台北101大楼，它们都是我国超高层建筑的典型代表。