上海世博轴复杂张拉索膜结构的找形及静力风载分析

提出了复杂张拉索膜结构的分步找形法,将复杂张拉索膜结构拆分为膜面子结构、柔性支撑子结构及刚性支撑子结构,依次对膜面子结构、柔性支撑子结构单独进行找形分析,然后组合各子结构进行整体找形.该方法简化了复杂张拉索膜结构的找形分析,可获得理想的找形结果.采用分步找形法,通过10个步骤,在专业索膜结构软件EASY中完成了世博轴张拉索膜结构的找形研究.编制了风荷载导入程序,直接依据风洞试验测点数据在EAS-Y中划分出风荷载等压面云图,将各风向的风荷载准确、快速地施加至计算模型.进行了静力风载研究,并运用自行开发的EASY至AutoCAD后处理接口程序分析、提取了计算结果,发现结构在45°、90°、225°、270°风作用下的响应最为强烈.     

上海世博轴复杂张拉索膜结构的找形及静力风载分析北大核心CSCD

提出了复杂张拉索膜结构的分步找形法,将复杂张拉索膜结构拆分为膜面子结构、柔性支撑子结构及刚性支撑子结构,依次对膜面子结构、柔性支撑子结构单独进行找形分析,然后组合各子结构进行整体找形.该方法简化了复杂张拉索膜结构的找形分析,可获得理想的找形结果.采用分步找形法,通过10个步骤,在专业索膜结构软件EASY中完成了世博轴张拉索膜结构的找形研究.编制了风荷载导入程序,直接依据风洞试验测点数据在EAS-Y中划分出风荷载等压面云图,将各风向的风荷载准确、快速地施加至计算模型.进行了静力风载研究,并运用自行开发的EASY至AutoCAD后处理接口程序分析、提取了计算结果,发现结构在45°、90°、225°、270°风作用下的响应最为强烈.     

双层柱面网壳结构的风振响应研究

柱面网壳结构在实际工程中的应用以双层网壳居多,且属于柔性结构,其在风荷载作用下的风振响应不容忽视。本文以某实际双层柱面网壳结构为背景,建立有限元模型,进行模态分析之后在频域中采用风洞试验获取的A类风场条件下结构表面风荷载数据进行风振位移响应计算,给出了峰值位移响应随风向角变化的结果。结果表明:在试验风向角90°-180°范围内150°风向角是该结构的位移响应控制性风向角。     

某大跨屋盖结构静风荷载响应分析

随着社会经济的发展,大跨度空间结构越来越广泛地应用到车站、会展中心以及体育馆等大型公共建筑当中。本文以新广州站主站房屋盖结构为研究对象,首先讨论了最不利风向角的确定方法,然后进行了静力风荷载作用下该结构的响应分析。分析结果表明:对于大跨屋盖结构,可以通过分析结构在各个风向角下的静风响应来判断最不利风向角。在中央采光带部分,由于风荷载大部分是向上的风吸力,所以与恒载作用相比,大部分节点的竖向位移出现了向上的变化,部分节点变化幅度较大。本工程采用内凹式索拱,如果不对拉索施加足够的预张力,在负压风荷载作用下,局部拉索有可能出现松弛。     

凹角与吸气控制下高层建筑平均风荷载特性试验研究

为减小高层建筑的风荷载,改善其抗风性能,基于等高度等体积的原则,设计了刚性基准模型、凹角模型和凹角吸气模型等三种高层建筑模型,通过对三种模型的同步测压风洞试验,研究风向角和吸气流量系数C_Q对模型平均风荷载特性的影响规律。结果表明:不同风向角下,三种模型的平均风荷载特性差异较大;在0°~35°风向角范围内,凹角与凹角吸气模型均有助于减小顺风向风荷载,且0°风向角(模型表面与风向垂直)时控制效果最佳。吸气流量系数绝对值越大,吸气控制区域各表面的风压折减越显著,整体/层气动力折减效果越好。当C_Q=-0.035 7时,整体气动力系数折减最大达62%,表明凹角与主动吸气控制结合具有良好的风荷载减阻效果。     

悬挑式张弦梁结构的风振分析及抗风设计

以浦江某体育场悬挑式张弦梁结构为研究对象,探讨了基于风洞试验数据的结构风振响应及等效静力风荷载。建立了考虑拉索几何非线性的有限元模型,采用插值方法将试验测点的风速时程按控制面积等效为有限元节点的荷载时程,并进行结构的风振响应提取。分析表明:若实际工程中采用荷载时程与其他效应组合进行设计,其过程将过于繁琐;采用荷载风振系数建立结构动态响应与等效静力风荷载间的联系,是可靠有效的设计方式。同时基于等效静力风荷载,对罩棚结构进行了几何非线性分析,表明:罩棚不同位置的风振系数存在明显的差异,在进行结构设计时宜采取0°～180°风向角下多分区的风振系数,确保安全性和经济性。     

雷暴冲击风激励下大跨张弦桁架的振动响应分析

本文针对大跨张弦梁桁架在雷暴冲击风激励下的振动响应进行研究,为实际工程结构的抗风设计提供依据。采用混合随机模型对雷暴冲击风强风荷载进行数值模拟,其中平均风采用Wood竖直风剖面方程与Holmes经验模型模拟,脉动风采用基于Kaimal目标谱的自回归AR模型模拟。以某火车站大跨张弦桁架雨棚结构建立基准分析模型,利用时域分析方法研究不同雷暴冲击风场参数(最大风速半径,风暴移动速度,风向角)对张弦桁架位移、加速度和拉索索力等结构风振响应的影响。结果表明:在风荷载时程两个峰值位置,桁架位移达到峰值,加速度波动尤为剧烈,拉索轴力显著减小,其中,90°为拉索最不利风向角。针对雷暴冲击风中平均风速和脉动风速响应均随时间变化的特性,研究了大跨张弦桁架结构的整体风振系数计算方法,结果表明:张弦桁架除支座外各点位置对节点整体位移风振系数的影响较小,可采取统一的结构整体位移风振系数并引入安全系数对结构进行设计。     

钢结构高层住宅的风振模型与风振特性研究

为探讨高层钢结构风振计算模型的合理性和风振响应特性,对某钢结构高层住宅进行了风洞试验,得到了建筑表面的风荷载时程;建立面向风振分析的弹性楼板精细模型、刚性楼板精细模型和简化层刚片模型,将测得的风荷载时程分别施加于三种模型,按随机振动理论计算得到了各模型在不同风向角下的顺风向、横风向和扭转向风振响应统计值,并与相关规范方法结果进行比较。结果显示:结构的峰值位移响应虽由顺风向控制,但加速度响应由横风向控制,扭转向加速度接近于顺风向;基于刚性楼板假定的风振分析所带来的偏差并不大,但采用简化层刚片模型及规范方法求得的扭转向位移可能偏不安全。     

格构式塔吊结构风荷载数值模拟研究

以等比例模型尺寸建立了流体域模型和格构式塔吊结构模型,再以RNG k-ε和SST k-ω物理湍流模型模拟动力风荷载,对格构式塔吊结构底部剪力值、弯矩值、塔臂风荷载值等受力情况进行分析计算。计算结果表明:塔吊整体底部剪力在45°风向角时达到最大,塔身部分所受剪力值占主导地位;当来流垂直于塔臂(90°风向角下)时,塔吊底部弯矩达到最大值,其中,由塔臂引起的弯矩值占到总体的70%～95%;塔吊的最大体形系数出现在90°风向角。     

盐城体育馆风荷载体型系数及风振系数的试验分析

为分析风荷载对盐城体育馆网壳结构的影响,提出了测压模型风洞试验的方法。将体育馆整体结构分为典型特征12块,通过试验得到不同风向角下各结构分块的体型系数,并采用风振响应数值分析得到了各分块各风向角下的风振系数。结合建筑结构荷载规范,考虑风振系数后的风荷载可用于建筑结构设计。