基于风速风向联合概率分布和动力可靠度的高层建筑抗风优化设计方法

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51578169
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    69.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0810.工程防灾
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Wind effects on tall building structures would be studied in the proposed research project. Firstly, the wind tunnel tests based on the Simultaneous Multi-Point Scanning System (SMPSS) would be conducted to obtain the along wind, crosswind and torsional wind loads acting on the tall buildings. Statistical analysis would be conducted on the long-term measured wind speed and direction datum from local metrological stations and the applicant’s field measurement results, the joint probability distribution between wind speed and direction could then be evaluated based on the measured data. The wind-induced dynamic responses and Multi-object Equivalent Static Wind Loads (MESWLs) were investigated by random vibration theory. While the simplified theoretical formula for the wind-induced acceleration response atop of the tall building was obtained and its dynamic reliability index was numerically evaluated by the dynamic reliability theory. With the seamless integrations of the Optimality Criteria method and SAP2000 Application Interface (API), the wind resistant optimized design would be conducted for the tall building structures to obtain the minimized structural weight under the MESWLs while meeting the constraint requirements in wind-induced displacement atop of the building and inter-story drifts along the building height. The additional constraint for wind-induced acceleration response atop of the building (serviceability and comfortable criteria) under the effect of joint probability distribution between wind speed and direction would also be evaluated in the structural optimization procedure. The research studies proposed in the project would be helpful to promote the wind resistant design of high-rise structures in wind engineering study.
本申请项目以高层建筑结构的风效应入手,一方面采用多点同步测压风洞实验获得作用在高层建筑结构各楼层的顺风向、横风向及扭转气动力;另一方面利用当地气象站常年观测获得的气象资料,结合课题组对高层建筑风环境的长期实测数据,对高层建筑所在地区的风速风向进行联合概率分布进行相关研究。在此基础上运用随机振动理论求解高层建筑的风致动力响应及多目标等效静力风荷载。对于结构顶部风致加速度,则通过获得其显示表达式后采用动力可靠度理论来求解其可靠度指标。再通过SAP2000 应用程序接口和最优准则优化算法的无缝集成,针对高层建筑在多目标等效水平静力风荷载情况下,研究和探讨高层建筑结构同时满足风致顶部位移、层间位移差和风速风向联合概率分布影响下的风致舒适度可靠度指标为约束条件,以结构重量最轻为优化目标的高层建筑结构抗风优化设计理论和方法。上述研究工作的开展,将大大促进风工程研究成果在高层建筑抗风优化设计中的应用。

结项摘要

目前国内外风荷载规范中一般均是以最不利风向法则来确定设计风速,再通过一定的折减系数来考虑风向的影响,而没有考虑风速风向的联合概率分布特征;实际上,风速和风向是密不可分的,只有将两者结合起来建立其联合概率分布函数才是对设计风速最合理、最准确的描述方式。.本项目提出了一种基于可靠度的考虑风速风向联合分布的超高层建筑结构抗风优化设计方法。(1)该方法建立了以构件材料总重或结构材料总造价为优化目标,构件截面尺寸为优化变量,结构顶部位移、最大层间位移和顶部加速度等为约束条件的超高层建筑结构抗风优化设计数学模型;从而将结构优化设计问题转换为有约束条件的函数极值问题,方便进行数值化的程序设计,无需任何人工干预即可完成优化迭代运算的全过程;(2)该方法在当地气象观测站长年积累的风速风向数据基础上,建立了其风速风向联合概率分布函数,从而可应用可靠度理论以概率的形式来描述当地不同重现期的设计风速;进而可将传统抗风优化设计中对应不同重现期/设计风速的结构顶部位移、最大层间位移和顶部加速度等确定性约束条件转化为具有概率可靠度指标的约束条件,这更符合实际情况,所获得的优化结果也将更为经济合理;在此基础上,再利用基于可靠度理论的验算点法将其转换成三类服从一定概率分布形式的随机变量(自振频率、阻尼比和风速)的显式表达,从而使抗风优化设计算法实现起来更加方便快捷;(3)本项目以CAARC标模和广州西塔为例,各种工况下的优化结果均表明:考虑风速风向联合分布要比仅考虑最不利风向,构件材料总重均有一定程度的减少,尤其是在将所有响应同时考虑时,效果更显著;这充分说明了超高层建筑结构抗风设计时考虑风速风向联合分布的必要性和本方法的实用性和有效性。.本项目所提出的方法是一种将可靠度理论、风速风向联合分布、结构抗风优化设计相结合的综合性设计方法,可进一步提高超高层建筑结构抗风优化设计的空间,有效地提高了结构设计的合理性和经济性。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
高层建筑基于风速风向联合概率分布作用的风致响应可靠度分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    建筑结构学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴玖荣;郑庆星;傅继阳;唐争兵;谢壮宁
  • 通讯作者:
    谢壮宁
Wind resistant size optimization of geometrically nonlinear lattice structures using a modified optimality criterion method
使用改进的最优准则方法优化几何非线性晶格结构的抗风尺寸
  • DOI:
    10.1016/j.engstruct.2018.07.017
  • 发表时间:
    2018-10
  • 期刊:
    Engineering Structures
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Fu Ji-Yang;Wu Ben-Gang;Wu Jiu-Rong;Deng Ting;Pi Yong-Lin;Xie Zhuang-Ning
  • 通讯作者:
    Xie Zhuang-Ning
杆系结构位移及应力灵敏度分析的解析法研究
  • DOI:
    10.13614/j.cnki.11-1962/tu.2019.03.006
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    建筑科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴本刚;吴玖荣;傅继阳;谢壮宁;何炳泉
  • 通讯作者:
    何炳泉
结构模态参数识别的改进多重随机减量法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    广州大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘子豪;吴玖荣
  • 通讯作者:
    吴玖荣
实测风场风速风向耦合的三维非平稳特征研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    建筑结构学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴本刚;傅继阳;吴玖荣
  • 通讯作者:
    吴玖荣

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

高强钢管-超高性能混凝土拱承载能力研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    建筑结构学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张怡孝;刘爱荣;曾鑫彬;傅继阳;黄永辉
  • 通讯作者:
    黄永辉
平板焊接接头纵向残余应力修正估算公式
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    工程力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄永辉;王荣辉;傅继阳;甘泉
  • 通讯作者:
    甘泉
超强台风“山竹”期间珠三角地区超高层建筑的风效应实测研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    建筑结构学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    段静;谢壮宁;张乐乐;石碧青;傅继阳;邓挺;张丽
  • 通讯作者:
    张丽
基于复形法的大跨屋盖结构有限元模型修正研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    工业建筑
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张志华;傅继阳;饶瑞
  • 通讯作者:
    饶瑞
混掺钢屑铁砂水泥砂浆压敏性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    混凝土与水泥制品
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵若红;区浩文;傅继阳
  • 通讯作者:
    傅继阳

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

傅继阳的其他基金

面向桥梁工程的非线性压电能量采集器及其动力学特征研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    63 万元
  • 项目类别:
基于风洞试验数据库的大跨屋盖结构抗风优化设计方法
  • 批准号:
    50978063
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码