非均匀质量高层结构风振基底剪力计算研究

摘要

针对荷载规范中顺风向等效静力风荷载计算公式难以准确评估非均匀质量的高层结构基底剪力，提出竖向空间相关性折算系数η_z和质量转换系数m_cn，分别考虑了多自由度体系与无限自由度体系两者竖向空间相关性的差异和质量非均匀分布对基底剪力的影响，对规范方法进行改进，结合两个算例进行验证；同时分析振型系数、建筑高度和地貌类型对η_z的影响.研究表明：竖向空间相关性折算系数η_z能反映多自由度体系与无限自由度体系两者竖向空间相关性的差异对基底剪力的影响，算例考虑该影响与否的误差分别为1.2%和2.8%；质量转换系数m_cn能反映质量非均匀分布对基底剪力的影响，算例考虑该影响与否的误差为小于5%和等于28.5%；两系数结合规范方法可准确计算非均匀质量高层结构风振基底剪力.η_z随着地面粗糙度增加和建筑高度增加而增大，随着指数型振型系数的指数增大而减小；η_z参数分析的最小值为0.922，误差可达5%以上；当设计不考虑多自由度体系和无限自由度体系两者竖向空间相关性的差异对基底剪力的影响时，按多自由度体系计算是偏于安全的.针对不同工程，质量转换系数m_cn取值需根据具体楼层质量与振型系数计算确定.

关键词

高层建筑 / 荷载规范 / 基底剪力 / 竖向空间相关性折算系数 / 质量转换系数

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52378497）