风荷载对桥梁结构的作用效应研究

对风荷载的特性进行了介绍,着重分析了其对桥梁结构的静力及动力作用效应,介绍了进行风荷载模拟所采用的方法,并分别计算了静风荷载及脉动风荷载对桥梁结构的影响,充分验证了风荷载对桥梁结构的动力作用不容忽视。     

超高层建筑基于AR法的脉动风荷载时程研究

叙述了风荷载的性质,采用线性滤波法中的AR模型,对中国铁物大厦A座的脉动风速时程进行了模拟,通过对比模拟谱和目标谱的吻合程度,验证了AR模型模拟脉动风速时程的有效性,由模拟得到的脉动风速时程计算生成作用于结构层的风荷载时程,为风振时程分析提供方便。     

建筑幕墙风荷载的数值模拟研究

对幕墙结构中风荷载的脉动特性进行了分析，采用沿高度变化的E．Simiu风速谱，用改进的谐波叠加法模拟了不同高度处脉动风速和风压的时程曲线，给出了风荷载的计算公式，结果表明该方法简单有效，且能够反映脉动风的随机特性，解决了玻璃幕墙风荷载的动力计算问题。     

脉动风荷载模拟中几点问题的探讨

本文列举了 2种规格化功率谱密度函数的表达式 ,简要介绍了脉动风荷载模拟的过程及方法。通过对 2种谱函数的分析和比较 ,提出了风荷载模拟中应该注意的问题以及经常容易出错的地方。文中通过对南京电视塔进行 1 6维脉动风荷载的模拟 ,比较了 2种规格化谱的各自特点 ,分析了误差产生的原因 ,并对各自的计算机耗时进行了比较 ,得出了某一规格化谱表达式较优的结论。     

脉动风作用下电视塔桅杆结构TMD控制的惯性质量与位置优化

本文以深圳市梧桐山电视塔桅杆结构风振控制项目为背景,分析了风荷载的动力特性,给出了脉动风荷载的模拟方法;采用调谐质量阻尼控制方法和线性吸振、非线性耗能的结构控制策略,对控制装置进行了系统设计,分析了装置的惯性质量效应并提出了装置的优化布置方法;在模拟脉动风荷载作用下采用振型分解和时程分析相结合的方法,对结构进行动力分析和振动控制效果计算,为TMD高耸结构抗风设计提供了依据。     

张拉膜结构非线性动力特性分析

采用线性滤波器法对张拉膜结构进行了风荷载数值模拟,并运用CFD数值风洞的方法对张拉膜结构进行了数值风洞模拟,得到了便于工程使用的体型系数划分图,最后将取得的脉动风荷载时程进行非线性时程分析,讨论了结构参数对主应力水平的影响,比较了结构在脉动风作用下的主应力和自平衡状态下主应力水平,确定了风敏感区域,最后对结构典型区域节点的动力特性做出评价。     

高层建筑顺风向风振系数研究分析

以具体工程为例,采用线性滤波法模拟了顺风向脉动风场,在时域内计算了高层建筑结构风振响应,并对位移阵风荷载因子法、惯性风荷载法和荷载规范法所计算的风振系数进行了对比分析,以供参考。     

深圳平安国际金融大厦风致响应大涡模拟分析

运用一种新的湍流脉动流场产生方法模拟了三种风场的湍流边界条件,采用一种新的大涡模拟的亚格子模型,基于Linux系统下软件平台Fluent 6.3的并行计算技术,对深圳平安国际金融大厦进行了全尺寸、高雷诺数（高达10×10⁸量级）的数值风洞模拟。计算了三种风场下建筑表面平均、脉动风压及风荷载时程数据。利用惯性风荷载（IWL）法得到三种风场下深圳平安金融大厦的基底等效静风荷载以及结构顶部峰值加速度响应。分析了不同的湍流来流对结构风压系数、风荷载及加速度响应的影响。分析结果表明：三种来流风场条件下,深圳平安金融大厦周围风场相差较大,来流的湍流强度越高,建筑物前方的脉动风速越高;顺风向等效风荷载主要受平均风速控制,横风向等效风荷载主要受脉动风控制;湍流强度越大,横风向等效风荷载越大;中国规范建议的湍流流场下,深圳平安金融大厦10年重现期顺风向、横风向峰值加速度响应满足居住者舒适度要求。     

风雨荷载耦合作用下索桁架体系点支式玻璃幕墙的动力响应研究

应用谐波叠加法模拟了脉动风速时程曲线,进而得到了脉动风荷载;通过马歇尔-帕尔默指数分布的雨滴谱及脉动风速得到了脉动雨荷载;利用ANSYS对索桁架体系点支式玻璃幕墙进行动力风荷载和雨荷载耦合作用下的时程分析,研究在风雨荷载共同作用下雨荷载对幕墙的影响。结果表明:雨荷载占总荷载最大比重随风速级别和降雨量的增加而增加;且雨荷载占总荷载最大比重为5.8%,极值雨情况下为12.4%。     

大跨度拱形结构等效静风荷载研究（英文）

根据计算流体动力学方法(CFD)以及有限元动力时程分析法数值模拟脉动风特性,获取脉动风速时程,并以此作为数值风洞模拟的入口边界条件.运用FLUENT对大跨度拱形结构进行脉动风作用下的结构非稳态分析,得到作用于结构的时程风压荷载.运用ANSYS进行结构的风振响应计算,分析得到基于结构风振响应时程的等效静风荷载.在此基础上提出多目标等效静风荷载加权组合系数的定义,计算获得大跨度拱形结构的多目标等效静风荷载,并验证其计算精度.研究表明,在文中方法所得等效静风荷载作用下,结构静力响应计算结果与风振动力时程响应极值吻合.     

Full-scale and model tests on wind-induced,static and dynamic stresses in cooling tower shells

The response of the shell of concrete cooling towers to turbulent wind is investigated by experimental methods. Calculations based on membrane theory are used to verify the reliability of the test results with respect to the membrane forces. The tests include measurements of wind load and shell response in model and full-scale conditions. For the model tests, dynamic similarity of the model was observed, and the atmospheric boundary layer was simulated. The Schmehausen cooling tower was equipped with special strain and pressure pick-ups for the full-scale observations. The results suggest that there is considerable bending in circumferential stresses, and that dynamic stresses are not always correctly calculated by assuming a static design wind load, affecting in particular the buckling safety of the shell.     

大跨度桥梁的等效脉动风速模拟

鉴于脉动风速时程模拟是计算大跨桥梁结构在脉动风作用下响应的前提,采用Deodatis’谐波合成法,通过模拟桥面处水平和竖向的等效风速时程曲线,为进一步计算桥梁的抖振响应提供了方便,并验证了该方法的有效性。     

Effects of structural nonlinearity and along-span wind coherence on suspension bridge aerodynamics: Some numerical simulation results

The response of suspension bridges to wind excitation is studied by means of numerical simulations with a specifically developed finite element program implementing full structural nonlinearities. A pure time-domain load model, linearized around the average configuration, is considered. The self-excited effects are included through the indicial function formulation, whereas the buffeting is considered according to the quasi-steady model. The response under turbulent wind, both fully and partially correlated, is evaluated through a Monte Carlo approach. A simplified structural model is considered, where only two cross-sections are modeled. This allows a high reduction of the number of degrees of freedom (DoFs) but maintains many characteristics of the true bridge, precluded to the classical 2-DoF sectional-model (e.g. considering more than two modes, including structural nonlinearities, introducing along-span wind coherence). The case studies of a long-span suspension bridge and a light suspension footbridge are analyzed. It is observed that structural nonlinearities deemphasize the presence of a critical flutter wind velocity, as they limit the oscillation amplitudes. On the other hand, fully correlated flow may produce an important underestimation of the structural response.     

大型堆料库顶棚结构设计风荷载的确定

大型堆料库的顶棚结构跨度大、外形特殊,其风载体型系数需通过风洞模型试验进行测定。以某大型堆料库顶棚结构为研究对象,通过风洞模型测压试验,测量出其在模拟大气边界层紊流下的风压系数分布和风载体型系数,考虑了内部堆料、端防风网等对其风压系数分布的影响,根据试验结果以及国内外相关文献,分析讨论了其考虑动力影响的阵风影响系数,从而确定了其结构设计时的风荷载。分析表明,该类大型结构的风压分布和体型系数,受风向角、防风网设置与否影响很大,在风荷载计算时,应考虑风载沿加载长度的相关性影响,并根据结构特点及设计特点选取不同的阵风影响系数。     

输电塔架与输电塔-线耦联体系风振响应风洞试验研究

为研究高压输电塔-线耦联体系与输电塔架的风振动力响应特点,以某典型500kV高压输电线路结构为原型,设计制作了单塔与塔-线体系的完全气弹模型,进行了多个风向角、多级风速下的单塔和塔-线体系在紊流风场中的完全气弹模型风洞试验。试验结果表明:在紊流风场中,输电塔结构的顺风向响应和横风向响应处于同一数量级,塔-线体系与单塔相比,其风致敏感性增强,塔-线模型中输电塔的振动较单塔振动复杂,塔顶位移响应较单塔增加幅度较大,强风时塔-线体系的耦合振动现象较为明显,其振动响应表现出非线性系统特有的动力现象,振动过程中系统自振特性不断变化,风致振动激起了线性系统未有的振动频率。输电塔-线体系的结构设计需合理考虑输电塔与输电线的耦合振动对结构动力特性的影响。     

三边形桅杆风荷载谱模型试验研究

对三边形格构式桅杆进行了均匀流和两种紊流下的高频测力天平风洞试验,得到了顺风向、横风向和扭转向的气动力系数以及脉动风荷载谱。采用基于风速谱的数学模型对顺风向脉动风荷载谱进行拟合,验证了该经验公式在不同流场下的适用性。根据试验所得横风向和扭转向脉动风荷载功率谱曲线的特点,建立由紊流激励和旋涡脱落激励两部分组成的谱函数数学模型,最小二乘法拟合结果与风洞试验结果吻合良好。横风向脉动风荷载谱以紊流激励为主,紊流强度15%时旋涡脱落激励贡献仅占10%,扭转向脉动风荷载谱中旋涡脱落激励贡献明显增大,达到40%。     

风力机叶片周边瞬态风场的混合数值模拟

本文根据已有的三维瞬态风场混合数值模拟方法,首先利用k-ε湍流模型对风力发电机叶片周边的时均湍流场进行CFD数值模拟,用ESDU推荐的方法计算了叶片附近的Reynolds应力张量,并修正叶片周边风场的脉动风功率谱密度函数。基于随机流场生成方法逐点模拟了叶片周边的三维脉动风速场,为今后进行叶片脉动荷载的求解奠定了基础。     

高耸电视塔脉动风荷载仿真及结构风振响应分析

对合肥电视塔脉动风荷载的仿真及其结构风振响应进行了分析。首先建立了脉动风荷载的功率谱密度函数矩阵。采用频谱表示法 ,仿真得到了作用在合肥电视塔上的与塔高竖向相关的 19条脉动风荷载时程样本。在此基础上 ,采用时程分析方法计算了合肥电视塔的风振动力响应