竖向混合结构自振特性不确定性量化和参数全局灵敏度分析

作     者：张衡 吴先峰 黄斌 吴志峰 

作者机构：长江大学城市建设学院 武汉理工大学土木工程与建筑学院 华中科技大学土木与水利工程学院 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51978545) 湖北省教育厅科学研究计划重点项目(D20231305) 

主　　题：竖向混合结构 自振频率 自振振型 全局灵敏度 同伦随机有限元法 

摘      要：准确合理地评估竖向混合结构的自振特性对其动力设计有重要意义。本文以实际钢筋混凝土（RC）-钢框架配电楼为例，考虑结构参数随机性，基于同伦随机有限元法得到结构频率和振型的概率统计特征。在此基础上，提出了重合率的概念，定量描述了上部结构自振频率与整体结构和主体结构自振频率的接近程度。通过随机参数的全局灵敏度分析，实现了构件层次的结构自振特性影响因素的重要性排序。数值结果表明：RC-钢框架结构的上部钢框架自振频率虽远离了整体结构及主体结构的前三阶频率，但其易与整体结构高阶自振频率重合，且上部结构参数的变异性更易导致重合率的升高。同阶自振频率和振型的主要影响因素不一定源自同一构件，当整体结构某阶频率与上部结构基频重合率较高时，该阶自振频率和振型的影响因素一致，均是对上部结构参数最为敏感。