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（１ 建筑安全與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 １０００１３； ２ 河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院， 焦作 ４５４０００；３ 國(guó)家建筑工程技術(shù)研究中心， 北京 １０００１３； ４ 武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院， 武漢 ４３００７２）

摘要： 為了研究超高層建筑橫風(fēng)向位移響應(yīng)峰值因子的計(jì)算方法和變化規(guī)律，進(jìn)行了一系列的多自由度氣彈模型風(fēng)洞試驗(yàn)，測(cè)量了橫風(fēng)向位移響應(yīng)時(shí)程。 簡(jiǎn)要分析了橫風(fēng)向位移響應(yīng)時(shí)程的概率特性，驗(yàn)證了響應(yīng)時(shí)程滿足經(jīng)典極值分布。 繼而以經(jīng)典極值理論結(jié)果為基準(zhǔn)，檢驗(yàn)了峰值因子法、改進(jìn)的峰值因子法和全時(shí)程方法對(duì)峰值因子的計(jì)算精度。 結(jié)果表明，在小折算風(fēng)速下，基于高斯假定的峰值因子法和全時(shí)程方法的計(jì)算結(jié)果有較大誤差；而在折算風(fēng)速較大時(shí)，幾種方法的計(jì)算結(jié)果差別不大。 整體來(lái)看，改進(jìn)的峰值因子法與經(jīng)典極值理論的計(jì)算結(jié)果更為相近，在實(shí)際工程中可以采用改進(jìn)的峰值因子法來(lái)計(jì)算超高層建筑橫風(fēng)向位移響應(yīng)的峰值因子。 改進(jìn)的峰值因子法的計(jì)算結(jié)果表明，超高層建筑橫風(fēng)向位移響應(yīng)峰值因子隨折算風(fēng)速的增大大致呈“先減小后增大”的趨勢(shì)，此外，結(jié)構(gòu)阻尼比和結(jié)構(gòu)質(zhì)量也會(huì)影響峰值因子的大小。 最終，將橫風(fēng)向位移響應(yīng)峰值因子視為折算風(fēng)速的函數(shù)，提出了一個(gè)初步的經(jīng)驗(yàn)公式，供后續(xù)研究參考。

關(guān)鍵詞： 超高層建筑； 多自由度氣彈模型； 風(fēng)洞試驗(yàn)； 峰值因子； 橫風(fēng)向位移響應(yīng)

中圖分類號(hào)：ＴＵ９７３?? ２，Ｖ２１１?? ７ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ 文章編號(hào)：１００２?８４８Ｘ（２０２２）１４?０１０３?０６

ＤＯＩ：１０?? １９７０１ ／ ｊ?? ｊｚｊｇ?? ２０２００７２０

Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｐｅａｋ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ｃｒｏｓｓｗｉｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｓｕｐｅｒ ｈｉｇｈ?ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ

ＷＡＮＧ Ｌｅｉ１，２， ＺＨＡＮＧ Ｗｅｉ２， ＣＨＥＮ Ｋａｉ１，３， ＬＩＡＮＧ Ｓｈｕｇｕｏ４， ＦＡＮ Ｙｕｈｕｉ２

（１ Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ Ｂｕｉｌｔ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１３， Ｃｈｉｎａ； ２ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｎａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｊｉａｏｚｕｏ ４５４０００， Ｃｈｉｎａ； ３ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１３， Ｃｈｉｎａ； ４ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ＆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００７２， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｃｈａｎｇｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｔｈｅ ｐｅａｋ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ｃｒｏｓｓｗｉｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｓｕｐｅｒ ｈｉｇｈ?ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ， ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｗｉｎｄ ｔｕｎｎｅｌ ｔｅｓｔｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｄｅｇｒｅｅｓ?ｏｆ?ｆｒｅｅｄｏｍ ａｅｒｏｅｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｅｌｓ ｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ， ａｎｄ ｃｒｏｓｓｗｉｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｉｍｅ ｈｉｓｔｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ． Ｔｈｅ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆｃｒｏｓｓｗｉｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｉｍｅ ｈｉｓｔｏｒｙ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｒｉｅｆｌｙ， ａｎｄ ｉｔ ｗａｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｉｍｅ ｈｉｓｔｏｒｙ ｓａｔｉｓｆｉｅｓｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｃａｌ ｅｘｔｒｅｍｕｍ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ． Ｔｈｅｎ， ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｃｌａｓｓｉｃａｌ ｅｘｔｒｅｍｅ ｖａｌｕｅ ｔｈｅｏｒｙ， ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙｏｆ ｐｅａｋ ｆａｃｔｏｒ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ｐｅａｋ ｆａｃｔｏｒ ｍｅｔｈｏｄ， ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｐｅａｋ ｆａｃｔｏｒ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｆｕｌｌ?ｔｉｍｅ?ｈｉｓｔｏｒｙ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓｃｏｍｐａｒｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｅａｋ ｆａｃｔｏｒ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｕｌｌ?ｔｉｍｅ?ｈｉｓｔｏｒｙ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｇａｕｓｓ ａｓｓｕｍｐｔｉｏｎｈａｖｅ ｌａｒｇｅ ｅｒｒｏｒｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓｍａｌｌ ｒｅｄｕｃｅｄ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ， ｂｕｔ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅｓｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｓ ｎｏｔ ｏｂｖｉｏｕｓ ｗｈｅｎ ｔｈｅｒｅｄｕｃｅｄ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｉｓ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌａｒｇｅ． Ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｐｅａｋ ｆａｃｔｏｒ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｍｏｓｔ ｃｌｏｓｅ ｔｏ ｔｈｅ ｅｘｔｒｅｍｅｖａｌｕｅ ｔｈｅｏｒｙ， ｓｏ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｐｅａｋ ｆａｃｔｏｒ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｐｅａｋ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ｃｒｏｓｓｗｉｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｓｕｐｅｒ ｈｉｇｈ?ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｉｎ ａｃｔｕａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ． Ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｐｅａｋ ｆａｃｔｏｒ ｍｅｔｈｏｄ ｓｈｏｗ ｔｈａｔｔｈｅ ｐｅａｋ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ｃｒｏｓｓｗｉｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｓｕｐｅｒ ｈｉｇｈ?ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｉｓ ｖａｒｉｅｄ ｗｉｔｈ ｒｅｄｕｃｅｄ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ， ｓｈｏｗｉｎｇ ａ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ＂ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｌａｔｅｒ＂ ， ｗｈａｔ’ ｓ ｍｏｒｅ， ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄａｍｐｉｎｇ ｒａｔｉｏ ａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｗｉｌｌ ａｌｓｏ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｐｅａｋ ｆａｃｔｏｒ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ ｐｅａｋ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ｃｒｏｓｓｗｉｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｉｓｒｅｇａｒｄｅｄ ａｓ ａ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｄｕｃｅｄ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ， ａｎｄ ａ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｅｍｐｉｒｉｃａｌ ｆｏｒｍｕｌａ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｆｕｔｕｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｓｕｐｅｒ ｈｉｇｈ?ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ； ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｄｅｇｒｅｅｓ?ｏｆ?ｆｒｅｅｄｏｍ ａｅｒｏｅｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｅｌ； ｗｉｎｄ ｔｕｎｎｅｌ ｔｅｓｔ； ｐｅａｋ ｆａｃｔｏｒ；ｃｒｏｓｓｗｉｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ