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随着科学技术的进步和社会的发展,高层建筑和高耸结构不断出现,并向着高强轻质的方向发展,结构的刚度和阻尼在不断地下降。风作为高层建筑结构的主要荷载,对结构的影响也在加大。目前高层建筑结构的抗风研究主要集中在对静力等效风荷载的改进上,然而这些基于频域分析的顺风向静力等效风荷载计算方法虽然能够对结构的弹性响应做出较为准确的估计,一旦结构在强风作用下出现塑性行为,利用静力等效风荷载概念得到的结构响应将会出现较大误差。因此,准确计算风对结构的作用是重要的研究课题。
本文首先对风荷载的特性和风荷载模拟方法进行了概述,结合快速傅立叶变换的谐波叠加法,利用MATLAB语言编写了模拟互相关脉动风速的程序。然后,将我国内地与香港地区风荷载规范进行了比较,并在此基础上归纳和总结了几种静力等效风荷载的计算理论和方法。对高层建筑结构进行了风荷载时程分析,在此基础上对结构在强风作用下进入塑性状态的风振响应进行了研究。对静力弹塑性Pushover方法在工程结构抗风中的应用进行了可行性分析,探讨了Pushover抗风分析中侧向荷载分布模式和目标位移的计算方法,并用Pushover方法建立结构抗风分析的等效弹塑性层模型。通过算例分析表明,本文建议的方法能够较好地反映结构在强风作用下的弹塑性性能,可为高层建筑结构的风振响应分析提供依据。