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非高斯风压的极值计算方法 被引量:43
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作者 全涌 顾明 +1 位作者 陈斌 田村 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期560-566,共7页
以经典极值理论为基础,发展了一种基于单个标准样本的非高斯风压的极值计算方法.首先介绍了风洞试验及试验数据处理的基本概况;然后在阐述经典Gumbel极值理论的基础上,根据观察极值的相互独立性推导了短时距下极值分布参数和长时距下极... 以经典极值理论为基础,发展了一种基于单个标准样本的非高斯风压的极值计算方法.首先介绍了风洞试验及试验数据处理的基本概况;然后在阐述经典Gumbel极值理论的基础上,根据观察极值的相互独立性推导了短时距下极值分布参数和长时距下极值分布参数的关系式,给出了一种由短时距样本推算长时距下的极值估算方法;最后基于风洞试验数据,将常用极值估算方法(峰值因子法、改进峰值因子法和Sadek-Simiu法)和该方法的计算结果进行了比较.得到如下结论:将一个标准长度的非高斯风压时程数据划分成若干等长的子段,可以通过子段的极值分布规律准确地估算出母段的极值期望值,子段的最佳分段长度可以通过自相关分析给出;与常用的极值估算方法相比,该方法更能准确估计非高斯风压的极值. 展开更多
关键词 非高斯风压 极值 风洞试验 经典极值理论
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球面壳体表面风压分布特性风洞试验研究 被引量:21
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作者 李元齐 田村 沈祖炎 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期104-111,共8页
球面壳体是工程中一种常用的屋面结构形式。本文通过刚性模型风洞试验,对不同场地类别下球面壳体表面风压分布进行了同步测量。根据测到的同步风压分布数据,对壳体表面风压场特性进行了分析,包括平均风压系数及脉动风压系数分布、脉动... 球面壳体是工程中一种常用的屋面结构形式。本文通过刚性模型风洞试验,对不同场地类别下球面壳体表面风压分布进行了同步测量。根据测到的同步风压分布数据,对壳体表面风压场特性进行了分析,包括平均风压系数及脉动风压系数分布、脉动风压的自功率谱及互功率谱分布、风压场的本征正交分解特性、雷诺数对壳体表面风压分布的影响等。结果表明,球面壳体模型表面风压分布受雷诺数的影响明显,且模型的曲面特性使得由风场本征正交分解得到的前几阶特征模态对整个风压分布的贡献增大。该研究为这类结构在抗风分析中风荷载的确定及数值模拟提供试验依据。 展开更多
关键词 球面壳体 风洞试验 平均及脉动风压系数 本征正交分解(POD)法
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周边建筑对低矮建筑平屋面风荷载的干扰因子 被引量:12
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作者 全涌 顾明 +2 位作者 田村 黄鹏 松井正宏 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期20-25,共6页
低矮建筑通常都是成群出现的,周边建筑对被包围建筑的风荷载存在干扰效应。通过刚性模型表面测压风洞试验对被同类周边建筑所包围的平屋面低矮建筑表面风压系数进行测量,分析周边建筑的建筑面积密度、相对高度及排列方式对被包围建筑平... 低矮建筑通常都是成群出现的,周边建筑对被包围建筑的风荷载存在干扰效应。通过刚性模型表面测压风洞试验对被同类周边建筑所包围的平屋面低矮建筑表面风压系数进行测量,分析周边建筑的建筑面积密度、相对高度及排列方式对被包围建筑平屋面上的最大局部负风压及最大屋面升力的干扰因子的影响。试验结果显示,最大局部负风压的干扰因子除少数周边建筑面积密度很低或相对高度较矮时大于1.0外,多数情况下都小于1.0;所有存在周边建筑的试验工况中最大屋面升力的干扰因子总是小于1.0;两个干扰因子都随周边建筑面积密度的增大而减小;当周边建筑的相对高度小于1.0时,两个干扰因子都随周边建筑相对高度的增大而减小,但当周边建筑的相对高度大于1.0时,两个干扰因子对周边建筑相对高度的变化不敏感。基于上述试验结果,将两个干扰因子拟合成周边建筑面积密度及相对高度的函数形式,为低矮建筑的设计提供依据,为建筑结构荷载规范的修订提供参考。 展开更多
关键词 低矮建筑 风洞试验 风荷载 干扰因子
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一致耦合方法的提出及其在大跨空间结构风振分析中的应用 被引量:13
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作者 柯世堂 葛耀君 +2 位作者 赵林 张军锋 田村 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期4457-4463,共7页
在结构动力学和随机振动理论基础上,推导结构脉动风总响应和等效静风荷载(ESWLs)的真实组合公式,提出用于补偿背景和共振交叉项的一致耦合方法来求解结构的风致响应和ESWLs。用一悬臂结构的经典算例验证本文程序的正确性;并以大跨度空... 在结构动力学和随机振动理论基础上,推导结构脉动风总响应和等效静风荷载(ESWLs)的真实组合公式,提出用于补偿背景和共振交叉项的一致耦合方法来求解结构的风致响应和ESWLs。用一悬臂结构的经典算例验证本文程序的正确性;并以大跨度空间结构为例,采用CCM方法以及改进的三分量方法进行风致响应和ESWLs计算,通过与全模态CQC精确结果进行对比分析,揭示三层耦合项的参与机理。研究结果表明:本文方法精度高,对求解此类结构风致响应和ESWL有效。 展开更多
关键词 等效静力风荷载 风致响应 一致耦合方法 强耦合柔性结构 耦合分量
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周边建筑对低矮建筑平屋盖上风压的干扰效应 被引量:12
5
作者 全涌 顾明 +1 位作者 田村 黄鹏 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1576-1580,共5页
通过刚性模型测压风洞试验对被同类周边建筑所包围的低矮建筑表面风压系数进行了测量,分析了周边建筑的建筑面积密度对目标建筑平屋盖风压系数分布状态的影响规律.试验结果表明:当低矮建筑被同外形、同高度的周边建筑包围时,随着周边建... 通过刚性模型测压风洞试验对被同类周边建筑所包围的低矮建筑表面风压系数进行了测量,分析了周边建筑的建筑面积密度对目标建筑平屋盖风压系数分布状态的影响规律.试验结果表明:当低矮建筑被同外形、同高度的周边建筑包围时,随着周边建筑面积密度的增大,被包围建筑屋盖上斜风导致的锥形涡将逐渐消失,屋盖上不同部位的负风压极值将逐渐减小并趋于均一;当周边建筑面积密度分别为0.1,0.3和0.6时,被包围建筑屋盖上的最大负风压可分别减小为孤立建筑的80%,30%和20%. 展开更多
关键词 低矮建筑 风洞试验 风荷载 气动干扰
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高层建筑扭转风向动力风荷载数学模型 被引量:10
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作者 肖天崟 梁波 田村 《华中科技大学学报(城市科学版)》 CAS 2003年第3期67-70,共4页
针对矩形截面的高层建筑物,对不同高宽比和边长比的9种模型进行风洞实验,通过对大量数据的处理和分析,考察了模型高度、高宽比、边长比对高层建筑物扭转风向风力功率谱(扭矩功率谱)的影响规律,并拟合出了一个以风速、湍流强度、边长比... 针对矩形截面的高层建筑物,对不同高宽比和边长比的9种模型进行风洞实验,通过对大量数据的处理和分析,考察了模型高度、高宽比、边长比对高层建筑物扭转风向风力功率谱(扭矩功率谱)的影响规律,并拟合出了一个以风速、湍流强度、边长比等为参数的高层建筑物扭矩功率谱密度函数的数学表达式,与试验结果吻合较好,证明它是合理有效的. 展开更多
关键词 高层建筑物 矩形截面 风荷载 数学模型 风洞实验 功率谱 扭矩 边长比
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An operational modal analysis method in frequency and spatial domain 被引量:9
7
作者 王彤 张令弥 田村 《Earthquake Engineering and Engineering Vibration》 SCIE EI CSCD 2005年第2期295-300,共6页
A frequency and spatial domain decomposition method (FSDD) for operational modal analysis (OMA) is presented in this paper, which is an extension of the complex mode indicator function (CMIF) method for experime... A frequency and spatial domain decomposition method (FSDD) for operational modal analysis (OMA) is presented in this paper, which is an extension of the complex mode indicator function (CMIF) method for experimental modal analysis (EMA). The theoretical background of the FSDD method is clarified, Singular value decomposition is adopted to separate the signal space from the noise space. Finally, an enhanced power spectrum density (PSD) is proposed to obtain more accurate modal parameters by curve fitting in the frequency domain. Moreover, a simulation case and an application case are used to validate this method. 展开更多
关键词 operational modal analysis modal parameters identification frequency and spatial domain
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高层建筑层风力特性实验研究 被引量:7
8
作者 林宁 梁波 田村 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期409-414,共6页
对 9种矩形截面的高层建筑物模型进行了风洞实验 ,观测了模型的层风力特征。通过对大量实验数据的处理和分析 ,研究了层风力系数和层风力功率谱密度函数在建筑物高度方向上的变化特征 ,分析了结构高、宽比和矩形截面长、宽比对高层建筑... 对 9种矩形截面的高层建筑物模型进行了风洞实验 ,观测了模型的层风力特征。通过对大量实验数据的处理和分析 ,研究了层风力系数和层风力功率谱密度函数在建筑物高度方向上的变化特征 ,分析了结构高、宽比和矩形截面长、宽比对高层建筑物层风力系数和局部功率谱密度函数特性的影响 。 展开更多
关键词 高层建筑 风洞实验 风力系数 功率谱 层风力
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高层建筑脉动风荷载特性 被引量:6
9
作者 杨庆山 单文姗 +1 位作者 田村 金容徹 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1-17,88,共18页
高层建筑数量多、分布广,其抗风问题受到广泛重视。为全面总结高层建筑风压和风荷载特性,文章对前人研究进行综述,并对来流顺风向风速与方形断面高层建筑模型表面风压开展同步测量。分析风速-迎风面风压准定常理论关系和风速-风压/力气... 高层建筑数量多、分布广,其抗风问题受到广泛重视。为全面总结高层建筑风压和风荷载特性,文章对前人研究进行综述,并对来流顺风向风速与方形断面高层建筑模型表面风压开展同步测量。分析风速-迎风面风压准定常理论关系和风速-风压/力气动导纳,及建筑各表面点风压时特性、频特性、空间分布特性、概率分布特性和空间相干性;阐明迎-背风面阻力相关性,明确两侧风面升力间相关性并分析横风向升力的时、频特性;通过相平面轨迹和相关函数研究了正风向下基底弯矩和扭矩相关性。最后明确了当风向变化时,基底弯矩和扭矩时特性、频特性、(非)高斯特性及互相关特性的变化规律。在综合前人研究的同时,系统明晰风速-风压-风力的传递关系,完整阐述高层建筑表面风压和风荷载的时、频特性,全面概括了高层结构抗风设计过程中风荷载基本概念。 展开更多
关键词 高层建筑 脉动风压 风荷载 准定常 气动导纳 相关性
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单层网壳结构等效静风荷载分布估计 被引量:3
10
作者 李元齐 田村 沈祖炎 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期57-61,共5页
单层网壳对外荷载分布极为敏感,且稳定问题是其结构设计中的主要问题,因此风荷载分布的估计对其结构静力抗风分析非常重要。但目前常采用的等效静风荷载分布并不能有效反映其脉动分量对结构稳定性的可能不利影响。首先简单回顾了目前单... 单层网壳对外荷载分布极为敏感,且稳定问题是其结构设计中的主要问题,因此风荷载分布的估计对其结构静力抗风分析非常重要。但目前常采用的等效静风荷载分布并不能有效反映其脉动分量对结构稳定性的可能不利影响。首先简单回顾了目前单层网壳抗风分析的方法,并介绍了一种基于风洞试验的有效风荷载分布估计方案。随后从稳定分析角度提出了一种新方法,可用来简单高效地估计单层网壳的有效风荷载分布,同时还可就风荷载的影响进行保守分析。最后,分别采用单层球面和柱面网壳作为算例,基于风洞试验结果,比较了不同估计方法在分析这类结构极限承载能力及稳定性问题时的效率,表明了所提出方法在单层网壳稳定分析中估计有效风荷载分布时的优点。 展开更多
关键词 单层网壳 稳定性 风荷载 风洞试验 有效风荷载分布 最不利风荷载分布
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基于POD方法的高层建筑表面脉动风压场分解与重构 被引量:4
11
作者 单文姗 杨庆山 +1 位作者 田村 金容徹 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期47-57,共11页
对于风敏感建筑,其表面风压、风力场重构与预测在主体结构风致响应计算和围护结构风荷载设计时具有重要作用。为此,基于刚性模型测压风洞试验,采用本征正交分解(proper orthogonal decompositions,POD)方法,研究了方形截面高层建筑表面... 对于风敏感建筑,其表面风压、风力场重构与预测在主体结构风致响应计算和围护结构风荷载设计时具有重要作用。为此,基于刚性模型测压风洞试验,采用本征正交分解(proper orthogonal decompositions,POD)方法,研究了方形截面高层建筑表面风压场在开阔和城市两种地貌下的作用机理及风压、风力重构与风压预测过程。通过分析主坐标和原始广义力的频谱特性并对比二者相关特性,定量分析了前三阶特征模态分别与顺、横风向广义风力的确定性联系。研究表明:在重构风压、风力时,可以采用低阶主坐标重构时程的均方值占试验时程均方值的占比确定参与重构的模态;重构所得点风压、层间风力和广义风力达到同样精度时参与模态数不断降低,且重构所得顺、横风向广义风力仅需单一主导模态参与;采用部分测点脉动风压对驻点高度典型风压进行预测,与测压试验时程、均方根和功率谱对比发现,预测精度较高。 展开更多
关键词 高层建筑 脉动风压场 本征正交分解 风洞试验 风压场重构 风压预测
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外形几何参数对双坡低矮建筑屋盖上最不利风压系数的影响 被引量:5
12
作者 全涌 陈斌 +1 位作者 顾明 田村 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期142-147,共6页
利用作者最近开发的非高斯风压的极值计算方法对日本东京工艺大学低矮建筑气动数据库中的刚性模型测压风洞试验数据进行处理,研究了屋盖上的最不利负风压系数随建筑外形几何参数的变化规律。研究结果表明:屋盖倾角的变化对屋盖上的测点... 利用作者最近开发的非高斯风压的极值计算方法对日本东京工艺大学低矮建筑气动数据库中的刚性模型测压风洞试验数据进行处理,研究了屋盖上的最不利负风压系数随建筑外形几何参数的变化规律。研究结果表明:屋盖倾角的变化对屋盖上的测点最不利负风压系数的大小和分布有重要影响。高宽比的影响相对较小,多数情况下屋盖的最不利局部风压系数基本上都是随高宽比的增大呈微弱的增加趋势。深宽比的影响最微弱,规律性也比较差。 展开更多
关键词 低矮建筑 风洞试验 非高斯风压 经典极值理论 最不利风压系数
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风荷载与温度荷载在三玻两腔中空玻璃幕墙中的分配研究 被引量:1
13
作者 杨庆山 梁启胜 +4 位作者 刘敏 胡少君 张汉泉 李志青 田村 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期315-324,共10页
中空玻璃幕墙合理设计的一个关键环节是合理确定玻璃面板的荷载分配,而现阶段不同国家和地区对于中空玻璃幕墙设计的相关规定有较大差别。为了明确其差异性,对比了中、美和欧现行中空玻璃幕墙设计规范、标准和基于功的互等定理的理论研... 中空玻璃幕墙合理设计的一个关键环节是合理确定玻璃面板的荷载分配,而现阶段不同国家和地区对于中空玻璃幕墙设计的相关规定有较大差别。为了明确其差异性,对比了中、美和欧现行中空玻璃幕墙设计规范、标准和基于功的互等定理的理论研究在荷载分配机理、适用范围的异同,并以某工程实例的三玻两腔幕墙为例,对荷载分配结果进行对比和参数化分析。研究结果表明:EN 16612-2019是目前考虑影响荷载分配因素最为全面的标准;JGJ 255—2012与《Code of practice for structure use of glass》考虑了放大系数使分配结果偏保守;在初始空腔体积V=0.021 m3的中空玻璃幕墙中,考虑气体压缩性影响的玻璃分配的荷载比例较具有更大初始空腔体积的中空玻璃幕墙提高10%以上;两空腔气温为70℃的极端环境下,空腔气温变化引起的外侧外片玻璃的温度荷载为-0.3 kPa,远小于玻璃分配的风荷载±1.76 kPa。此外,基于现有规范、标准的适用范围,对完善中空幕墙设计需进一步考虑的问题提出了建议,包括考虑不同玻璃的几何外形及外荷载类型等。 展开更多
关键词 围护结构 中空玻璃幕墙 三玻两腔 荷载分配 气体压缩性 风荷载 温度荷载
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阶梯形平屋顶及其参数对建筑屋面极值风压的影响 被引量:2
14
作者 操金鑫 田村 吉田昭仁 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期1-8,共8页
针对阶梯形平屋面的设计风压系数在前人研究及风荷载规范中都鲜有提及的现状,设计一系列刚体模型测压风洞实验,考察阶梯形平屋顶中等高度建筑的屋面极值风压特性以及阶梯高度和形状的影响。在验证数据可靠性基础上,重点讨论点极值风压... 针对阶梯形平屋面的设计风压系数在前人研究及风荷载规范中都鲜有提及的现状,设计一系列刚体模型测压风洞实验,考察阶梯形平屋顶中等高度建筑的屋面极值风压特性以及阶梯高度和形状的影响。在验证数据可靠性基础上,重点讨论点极值风压及其最不利位置和风向角并据此确定阶梯形平屋顶风压分区;计算面积平均极值风压并将其与美国规范(ASCE7)进行比较。结果表明,阶梯形平屋顶的高层屋面极值负压最不利值与普通平屋顶并无差别,而低层屋面的极值正压和负压受阶梯参数影响明显。除附属面积较小时的负压超过规范限值外,其他面积平均风压结果与规范吻合较好。这些结果不仅能为阶梯形平屋顶的屋面系统设计提供参考,也为其将来纳入我国规范积累了基本数据。 展开更多
关键词 阶梯形平屋面 风洞实验 极值风压 规范比较
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龙卷风导致高速列车倾覆风险评估与管理 被引量:1
15
作者 杨庆山 左有嘉 +1 位作者 回忆 田村 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期75-84,共10页
龙卷风是一种极具破坏力的自然现象,随着高铁技术的不断发展,有必要进行龙卷风对于高铁列车可能造成的影响开展风险评估和管理工作。为此,本文提出了龙卷风影响下高速列车倾覆概率分析方法。该方法对已有的气象资料进行统计整理,采用蒙... 龙卷风是一种极具破坏力的自然现象,随着高铁技术的不断发展,有必要进行龙卷风对于高铁列车可能造成的影响开展风险评估和管理工作。为此,本文提出了龙卷风影响下高速列车倾覆概率分析方法。该方法对已有的气象资料进行统计整理,采用蒙特卡洛模拟方法,分别使用威布尔分布模拟龙卷风强度、长度和均匀分布模拟龙卷风发生位置、方向、时间。将模拟得到的龙卷风与高铁的运行时刻表结合,得出两者相对位置关系,以此对列车进行受力分析和倾覆判断。本文通过日本案例来详细说明,以日本55年龙卷风数据和东海道线列车信息为基础,模拟得到50000年内列车倾覆以及穿过铁路的概率分别为8.1×10^(-5)和5.3×10^(-3),同时也发现不同车速下倾覆概率与单位时间内列车数量均呈线性正相关,且车速越大拟合曲线斜率越大;在列车数量不变情况下,通过调整列车发车间隔可以降低19%的倾覆风险。 展开更多
关键词 高铁倾覆 龙卷风灾害 风险评估 蒙特卡洛模拟
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风力机叶片翼面的压强分布
16
作者 邬喆华 田村 孙炳楠 《电力与能源》 2012年第1期42-45,共4页
采用基于无粘位流理论的面元法求解翼型速度位以及线性化布置偶极子,满足Dirichlet边界条件和后缘的Kutta条件。通过建立偶极强度的矩阵方程,可以得到翼面的速度分布。根据Bernoulli方程计算翼面的压强分布,进而对翼型的压强分布进行评... 采用基于无粘位流理论的面元法求解翼型速度位以及线性化布置偶极子,满足Dirichlet边界条件和后缘的Kutta条件。通过建立偶极强度的矩阵方程,可以得到翼面的速度分布。根据Bernoulli方程计算翼面的压强分布,进而对翼型的压强分布进行评价。通过对风力机叶片翼型的最大弯度、弯度位置和最大厚度形状参数的讨论,分析了压强系数、驻点、最大负压强系数等气动特点。 展开更多
关键词 翼型 气动性能 压强系数 偶极分布 风力机
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风向角对超高层建筑横风向效应的影响
17
作者 邬华 田村 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期480-485,共6页
随着建筑高度的增加,结构自振周期延长,抗侧刚度相对变小,风荷载效应增大。本文以200m高的高层建筑为研究对象,基于风洞试验所得的横风向风压时程数据对其结构进行了计算。试验模型缩尺比为1/400。试验取风向角从0°到45°,每... 随着建筑高度的增加,结构自振周期延长,抗侧刚度相对变小,风荷载效应增大。本文以200m高的高层建筑为研究对象,基于风洞试验所得的横风向风压时程数据对其结构进行了计算。试验模型缩尺比为1/400。试验取风向角从0°到45°,每级风向角增量为5°,模拟了两种地面粗糙度。对试验数据进行了迎风面和背风面气动效应的分析。考虑结构第一模态振型发生的位移,由振型分解法按Duhamel积分获得了结构顶点位移和顶点加速度,探讨了结构响应最大值和标准差与风向角、结构自振基频、地面粗糙度等因素的关系。研究表明:风荷载效应与风向角有密切的联系,结构最大响应一般发生在0°。 展开更多
关键词 风荷载 风向角 结构效应 高层建筑 结构自振基频
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