弦支穹顶结构风振响应参数分析

近年来,弦支穹顶结构作为一种新型杂交空间结构体系,日益受到关注和重视.由于其本身的结构特点,风荷载常常起主要甚至决定性作用.通过时程分析的方法,得到弦支穹顶结构的节点位移风振系数,并对不同工况下的弦支穹顶结构进行了风振响应参数分析,得出一些有意义的结论,为弦支穹顶结构实用抗风设计提供参考.     

高矢跨比椭圆抛物面弦支穹顶风振系数研究

常州市体育馆弦支穹顶,采用Levy型索杆体系以及外部联方型和内部凯威特型网格单层网壳。与常规已研究的弦支穹顶相比,其高矢跨比使网壳具有较大刚度,其椭圆抛物面外形使屋盖在水平风载作用下既存在风吸区也存在风压区。结合工程进行了高矢跨比椭圆抛物面弦支穹顶的风振时域分析,研究了网壳和索杆系的风振响应,在风振作用下,拉索索力和支座竖向反力减小,但拉索未松弛,风载未超过恒载;索杆系应力的均值和波动范围较小;网壳的纵轴和横轴上的响应变化规律较为一致,最大竖向位移出现在靠近中心的2~4环;网壳内环的竖向位移风振系数比较均匀,外环波动较大。通过统计风振响应参数,探讨了整体风振系数的计算方法。基于响应均值和最大值的线性关系,采用风振响应与平均风静力响应的最大值之比作为适用于风载静力分析的整体风振系数,并提出不同风向下的建议值。方法简便,无需判定奇点和统计各样本响应时程。风振响应分析结论及整体风振系数计算方法和结果,可为类似结构的抗风     

银川机场航站楼钢结构风振分析

对银川机场扩建工程中的航站楼主楼钢结构的风致振动效应进行了分析.简述了该建筑风洞试验的风压分布特点.采用基于里兹向量的振型分解频域法进行结构风振计算.分析了该结构的风振效应的数值和分布特点,发现平均风荷载较大区域(靠近来流区域)的风振系数相对较小,而平均风荷载较小区域(远离来流区域)的风振系数反而大.结构的平均风效应和脉动风效应并不完全符合分布相似的特点,因此在设计时简单地采用统一风振系数的做法,将不能有效反映结构的实际风致振动效应.     

膜结构风振分析的数值风洞方法

本在考虑膜结构与风荷载动力耦合作用的基础上,建立了一种适用于大跨度张拉结构风振分析的CFD数值模拟方法．计算采用分区迭代算法,包含流体域、结构域和网格域三个计算模块．流体域采用Taylor—Galerkin有限元法和大涡模拟技术来求解不可压缩粘性流动;结构域的计算采用Update Lagrangian有限元列式和Newmark逐步积分技术,并考虑了几何非线性的影响;网格域采用拟弹性介质法来计算动态网格的更新．算例分析表明,数值风洞方法是求解流固耦合问题的一种有效方法．     

松江交通枢纽暨购物中心大跨度钢穹顶力学分析

松江交通枢纽暨购物中心中庭大屋盖为一个120m跨度的圆台形穹顶,本对该结构的设计过程做了概述,特别是对结构的静力分析、动力特性和稳定分析作了较为详细的介绍。     

大跨度穹顶钢结构设计与施工分析

大跨度钢结构在我国的发展速度加快,广泛应用在大型厂房、火车站等跨度很高的建筑领域中,施工中需要按照建筑结构特点科学选择施工技术措施,严格控制工程质量与进度,提升工程的施工稳定性.下文就研究大跨度穹顶钢的特点,提出钢结构设计建议和施工建议,旨在为相关的大跨度穹顶钢结构高质量、稳定性施工提供一定的帮助.     

探究大跨度穹顶钢结构的施工技术

大跨度穹顶预应力钢结构具有显著改善结构力学性能、优化建筑设计、节约材料、拓展结构空间等优点。以广州市花都区新体育馆建设工程为例,重点探究大跨度穹顶钢结构的施工技术,以供相关工程人员参考。     

大跨度穹顶钢结构提升施工技术

大跨度空间钢结构在建筑设计中使用得越来越多,整体提升技术作为钢结构在施工中的重要工艺也越来越关键.以京津城际延伸线于家堡站房工程为例,通过对大跨度穹顶钢结构的合理分区、拼装,科学布设提升点位,实现了钢结构精准提升,对保证施工质量及安全具有重要意义.     

通廊钢结构风振系数分析

通廊钢结构由于质量和外形有突变,故无法通过现有规范计算其风振系数.采用随机振动理论算得通廊结构的风振系数,结果表明支架风振系数可达2.0左右,通廊风振系数基本在1.3以下.最后,经过对通廊钢结构自身特点的分析,得到支架的风振系数均可按GB 50009- 2001《建筑结构荷载规范》计算,通廊本身的风振系数,封闭式可取1...     

三维脉动风模拟技术在大跨机库风振分析中的应用

风荷载在大跨度屋盖结构设计中往往起主要作用,这使得该类结构的风荷载及风致动力响应研究日益受到关注与重视。结合大跨度机库屋盖表面脉动风作用特点,依据改进的Iwatani线性回归滤波器法并结合中心采样定理,实现了基于Matlab的超大跨度网架结构三维空间相关脉动风速时程模拟。以Davenport谱为目标谱对首都机场六机位机库网架所有上弦节点位置处的随机脉动风速时程进行了模拟。进而结合风洞试验数据,依据屋盖各节点风压系数将模拟的风速时程加载于机库结构并进行风振响应时域分析,以研究三维脉动风作用下超大跨度机库屋盖结构的响应特点。分析结果表明本文模拟空间随机脉动风的方法可以较好地考虑大跨机库表面的脉动风特点,为结构的风振时域分析提供准确的荷载时程。     

某标志塔MR-TMD减振系统风振控制分析

对某标志塔进行了动力特性分析,应用半主动质量驱动器(MR-TMD)系统,采用Matlab软件编制了半主动减振控制分析程序,分析比较了在模拟脉动风荷载作用下无控、被动TMD和MR-TMD控制下塔的响应,仿真结果表明,MR-TMD作为一种半主动质量驱动器能有效降低标志塔的风振反应。     

单层球面网壳结构的风致响应分析

讨论完全二次型组合(CQC)方法和模态加速度法在单层球面网壳结构风致响应计算中的应用,对0.1矢跨比单层球面网壳采用同步多点压力扫描技术进行了风洞试验。根据由脉动风荷载和结构模态得到的广义力功率谱,分别用CQC法和平方-总和-开方法(SRSS)计算了结构的风致响应。检查不同模态数对响应精度的影响以及模态响应分量的相关性,发现SRSS方法对这类结构并不合适,不同模态响应之间的相关性未被考虑在内。位移响应功率谱表明响应的共振分量是显著的,对某些节点甚至比背景分量更加重要。与传统的模态叠加法不同,模态加速度法中可以用剩余柔度的拟静态响应近似补偿截断的高阶模态对响应的贡献。     

基于等效风振力的结构风振内力计算--关于我国荷载规范中有关风荷载理论的分析

关于在脉动风荷载作用下的结构内力计算 ,目前我国结构风荷载理论中通常采用等效风振力法[1] ,而等效风振力在本质上就是结构动力学中的等效惯性力。从结构动力学基本理论和具体算例两方面 ,分析讨论了基于等效惯性力的结构动内力计算方法及其在结构风振计算中的应用 ,阐明了等效风振力法的正确性     

广西钦州市体育场钢结构抗风设计

广西钦州体育场造型新颖,酷似海边飘带,包含东、西两看台,看台下部为钢筋混凝土框架结构,上部采用大跨度悬挑钢结构。体育场西看台屋盖南北长近300m,最宽处39m,屋盖钢结构支承在高差悬殊的混凝土结构上。本文结合风洞试验结果对体育场钢结构的风荷载和风振响应进行了分析,给出了考虑各个风向角下结构响应及风振系数的等效静风荷载,并在此基础上对结构进行了整体计算分析。结果表明,本结构属于风敏感结构,西看台钢结构悬挑部分在风荷载工况下位移比较大,因此需在前支座处构造设置设抗风拉杆。     

Wind induced vibrations of chimneys: the rules of the CICIND code for steel chimneys

Stresses and deplections of 12 existing chimneys in the wind direction have been computed using the design method followed in the proposed CICIND code for steel chimneys. The results are compared with actual behaviour of the chimneys and good agreement is established, verifying that the code is sound. Number of load cycles to failure has been determined by estimating the time in which critical wind-speed can be expected, and related to actual experience with chimneys that have failed - again, the results compare well.     

大跨越输电塔线体系动力特性及风振响应

以正在建设中的世界第一高 3 46 5m的输电塔———江阴大跨越为工程背景 ,建立了考虑输电线、绝缘子和塔架耦合的两塔三段线分析模型 ,用非线性有限元分析方法对大跨越塔线体系进行了风振响应分析 ,并进行了气动弹性模型风洞试验。通过理论计算和试验研究 ,指出输电线对塔架的自振频率影响较小 ,而结构体系风振响应分析则应考虑塔线耦合影响 ,提出的分析方法和得到的结论可供实际工程抗风设计参考     

Numerical simulation of the airflow-rivulet interaction associated with the rain-wind induced vibration phenomenon

Rain-wind induced vibration is an aeroelastic phenomenon that occurs on the inclined cables of cable-stayed bridges. The vibrations are believed to be caused by a complicated non-linear interaction between rivulets of rain water that run down the cables and the wind loading on the cables due to the unsteady aerodynamic flow field. Recent research at the University of Strathclyde has been to develop a numerical method to simulate the influence of the external air flow on the rivulet dynamics and vice versa, the results of which can be used to assess the importance of the water rivulets on the instability. The numerical approach for the first time couples a Discrete Vortex Method solver to determine the external flow field and unsteady aerodynamic loading, and a pseudo-spectral solver based on lubrication theory to model the evolution and growth of the water rivulets on the cable surface under external loading. The results of the coupled model are used to assess the effects of various loading combinations, and importantly are consistent with previous full scale and experimental observations of rain-wind induced vibration, providing new information about the underlying physical mechanisms of the instability.     

Wind pressures and buckling of cylindrical steel tanks with a dome roof

An experimental/computational strategy is used in this paper to evaluate the buckling behavior of steel tanks with a dome roof under exposure to wind. First, wind tunnel experiments using small scale rigid models were carried out, from which pressure distributions due to wind on the cylindrical part and on the roof were obtained. Second, a computational model of the structure (using the pressures obtained in the experiments) was used to evaluate buckling loads and modes and to study the imperfection sensitivity of the tanks. The computational tools used were bifurcation buckling analysis (eigenvalue analysis) and geometrical nonlinear analysis (step-by-step incremental analysis). Geometric imperfections and changes in the buckling results due to reductions in the thickness were also included in the study to investigate reductions in the buckling strength of the shell. For the geometries considered, the results show low imperfection sensitivity of the tanks and buckling loads associated with wind speeds 45% higher than those specified by the ASCE 7-02 standard.     

常州东经120主题公园景观塔风场模拟及风振分析

常州东经120主题公园景观塔(摩天轮)采用特殊的高耸结构型式,在风荷载作用下的结构舒适性问题需要重点关注。本文根据风的统计特性,人工生成风速时程;利用风的空间相关性,将在结构各个节点处生成的不相关的风速转换成空间相关的风速场;把模拟生成的风速合理地转换为风荷载作用于相应的单元节点上,利用有限元法求得结构的风振响应。计算结果与风洞试验数据吻合良好。