（１ 建筑安全与环境国家重点实验室， 北京 １０００１３； ２ 河南理工大学土木工程学院， 焦作 ４５４０００；３ 国家建筑工程技术研究中心， 北京 １０００１３； ４ 武汉大学土木建筑工程学院， 武汉 ４３００７２）

摘要： 为了研究超高层建筑横风向位移响应峰值因子的计算方法和变化规律，进行了一系列的多自由度气弹模型风洞试验，测量了横风向位移响应时程。 简要分析了横风向位移响应时程的概率特性，验证了响应时程满足经典极值分布。 继而以经典极值理论结果为基准，检验了峰值因子法、改进的峰值因子法和全时程方法对峰值因子的计算精度。 结果表明，在小折算风速下，基于高斯假定的峰值因子法和全时程方法的计算结果有较大误差；而在折算风速较大时，几种方法的计算结果差别不大。 整体来看，改进的峰值因子法与经典极值理论的计算结果更为相近，在实际工程中可以采用改进的峰值因子法来计算超高层建筑横风向位移响应的峰值因子。 改进的峰值因子法的计算结果表明，超高层建筑横风向位移响应峰值因子随折算风速的增大大致呈“先减小后增大”的趋势，此外，结构阻尼比和结构质量也会影响峰值因子的大小。 最终，将横风向位移响应峰值因子视为折算风速的函数，提出了一个初步的经验公式，供后续研究参考。

关键词： 超高层建筑； 多自由度气弹模型； 风洞试验； 峰值因子； 横风向位移响应

中图分类号：ＴＵ９７３􀆰 ２，Ｖ２１１􀆰 ７ 文献标志码：Ａ 文章编号：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