体育场月牙形大跨悬挑屋盖风荷载特性

风荷载是大跨悬挑屋盖的主要控制性载荷,本文以灵武体育中心为例,采用同步测压风洞试验技术,对体育场中最常采用的双侧布置的月牙形大跨悬挑屋盖平均风压、脉动风压、极值风压分布进行了研究,为该类结构的抗风设计提供参考.试验结果表明:不同风向角下,由于月牙形悬挑屋盖倾角的变化,来流在屋盖表面形成不同的特征湍流;对于屋盖整体而言,平均风荷载、脉动风荷载随风向角变化均匀,处于来流下游的悬挑屋盖平均风荷载、脉动风荷载均较处于来流上游的悬挑屋盖大.悬挑屋盖上表面极值风压数值普遍大于下表面,且变化更为剧烈.     

大跨镂空网格屋盖风荷载数值模拟研究

采用CFD数值模拟方法对大跨空间镂空网格屋盖结构风荷载进行了研究.首先,通过屋盖节段模型的风洞天平测力试验和数值模拟的对比,验证了数值模拟方法及结果的有效性;然后,着重对比分析了光伏板布置和底部建筑对屋盖风荷载的影响,并结合屋盖周围流场进行了影响分析;最后,给出了屋盖结构的整体风荷载和风压分布,并与屋盖原方案结果进行了...     

某体育场悬挑屋盖表面脉动风压空间相关特性

通过对某体育场刚性模型进行同步风洞试验,得到了环状悬挑屋盖上、下表面的风压时程。考虑了涡旋脱落和再附着的影响,对悬挑屋盖各区域的典型测点进行时域下的相关系数和频域下的相干函数分析,总结了该体育场悬挑屋盖表面的平行来流方向、垂直来流方向排列的测点之间的相关系数及相干函数的规律。对相干函数曲线进行了拟合,得到了该体育场屋盖各区域相干函数公式及参数,与Davenport的经典相干函数相比,建立的相干函数与之形式一致、对悬挑屋盖的拟合精度更高。     

几何非线性对斜拉索悬挑屋盖风激动力响应的影响

用风洞实验和M on te Carlo模拟两种方法,形成某体育场屋盖面上的脉动风压场,并运用有限元软件平台ANSYS,在时域内对屋盖线性和两种非线性模型的斜拉索轴力、风激动位移和应力进行比较,得到在分析预应力斜拉索悬挑屋盖风振动力响应时应考虑几何非线性的影响及一些有参考价值的结论.     

金属拱型波纹屋盖在风荷载作用下有限元分析

以W666型金属拱型波纹屋盖为研究对象,对不同矢高比Ⅱ、支座边界条件为铰支和固支的18m跨波纹拱在风荷载作用下进行了几何非线性有限元分析,并得出一些重要结论,这些结论为波纹拱的设计、研究和应用提供了一定的参考和借鉴。     

体育场大悬挑屋盖的振动特性及风振应用

体育场大悬挑屋盖振动的频谱比较密集,空间振型特性复杂,工程中常采用的风激振动的振型分解法与屋盖的振型特性密切相关.以上海8万人体育场环状屋盖结构和湖南益阳体育场单侧悬挑屋盖结构为背景,分析得到它们振型特性的规律,反对称振型和对称振型交替出现.并以益阳体育场屋盖为例,在频域内分析了多振型和振型动位移交叉项(或耦合项)对风振动位移响应的影响,得出第1阶竖向对称振型对总响应影响大,特别是在屋盖前缘中部,考虑前10阶振型,第1阶竖向对称振型对总位移的影响达90%,振型动位移交叉项可以忽略.     

拱形波纹钢屋盖增强方法

拱形波纹钢屋盖是一种典型的冷弯薄壁空间钢结构,应用范围广泛,具有诸多优点。但其承载力不高,刚度较低,适用的跨度范围有限。提出了一种结构增强方法,介绍了增强措施及特点,采用ABAQUS软件包建立了增强结构的有限元模型,针对不同跨度、矢高及荷载工况,分析了增强前后结构的极限承载力和变形,并进行了比较。结果表明:增强方法显著提高了拱形波纹钢屋盖的极限承载力和刚度,具有一定的适用价值。     

大跨度椭圆形双曲屋盖风驱雨压干扰效应

基于欧拉-欧拉方法,依托数值模拟平台,对大跨度椭圆形双曲屋盖结构进行干扰效应的风驱雨压分布特性研究。在施扰建筑的干扰作用下,通过控制两建筑之间的不同高度差、不同间距、不同风速,研究大跨度椭圆形双曲屋盖表面风驱雨压分布特性规律。随着两建筑之间的高度差增大,屋盖表面压力系数值减小,当高度差为0时,目标建筑的屋盖所受到的压力最大;两建筑之间的间距对屋盖表面风压有一定的影响,迎风前缘的一部分屋盖受吸力作用,其他区域均为压力作用;风速对屋盖两侧的压力影响较大,屋盖两侧所受到的压力随着风速增大而增大,且屋盖纵向两端的压力最大。     

湖州大剧院屋盖及幕墙的风荷载分布特性

基于湖州大剧院的风洞试验,分析了大跨曲面屋盖、雨棚和幕墙立面的平均风压与脉动风压的分布特性及影响平均风压与脉动风压相关性的因素,探讨了脉动风压的概率分布和相关性;并分别按规范和峰值因子统计方法,计算了用于玻璃幕墙设计的脉动风压,进行了相互比较,所得结论对复杂形状大跨屋盖结构抗风的整体设计和玻璃幕墙局部设计有参考价值.     

框架悬挑结构刚度与荷载分析

以岳阳市岳州中学学生公寓楼工程设计实例,对框架悬挑结构的构件进行分析。先以假设法试算出梁、柱等构件的截面,再按照算出的结果进行验算。主要对构件的刚度和承受的荷载进行计算。构件的刚度与组成构件的材料与截面形状相关。构件承受荷载中板按四角点沿45°线将区格分为小块进行受力计算。     

大跨马鞍屋盖脉动风压谱特性

为研究谱能量与旋涡运动或湍流尺度之间的演变关系,基于风洞测压试验,分析了来流垂直于马鞍体迎风墙面时不同矢跨比和不同迎风面高度下的屋面风压分布特性,以迎风低点、迎风中点和迎风高点3个关键测点为研究对象,揭示了在旋涡作用下的脉动风压功率谱特性.分析表明:风吸力最大值出现在迎风低点附近,且风压变化梯度大;矢跨比对屋面风压的影响主要表现在屋盖后方三分之二区域,且曲率越大风吸力越大;迎风面高度越高其风吸力越大,在迎风低点附近其风吸力变化幅度达到最大;马鞍迎风高点和中点处测点风压谱表现为窄频分布,前缘以低频为主控,后缘高频段能量显著高于前缘,而迎风低点处前缘为宽频分布且随来流向后发展高频能量逐渐增大.     

大跨度球形屋面风荷载取值及计算机辅助设计

以某火力发电厂封闭煤场的120 m跨度球形屋面结构为例,采用3种风荷载体型系数取值方法计算,同时利用计算机编程进行数据处理,并对计算结果进行对比分析,为类似工程设计提供必要的参考.     

1000kV特高压变电构架风荷载特性

利用1000 kV特高压变电构架在均匀流、A类和B类地貌高频底部测力天平风洞试验同步测量的基底弯矩和反力的时程数据,对变电构架整体及节段模型的气动力系数功率谱以及均值、均方根、峰度和偏度等统计特性对比分析,详细考察风向、地貌等因素对风荷载特性的影响规律并探讨不同流场下输电构架整体与节段模型的气动力特性比例关系.研究结果...     

桩端岩溶顶板地震动力特性的振动台试验研究

为研究溶洞顶板在桩端荷载及地震共同作用下的动力特性和破坏特征,依托渝黔铁路复线周家湾大桥桩基工程,基于分离相似设计方法确定岩质材料、模型桩和地震波的主控参数,通过19组配比试验得到振动台试验用的岩体相似材料配比指标,最后考虑不同顶板厚度及溶洞直径的影响开展岩溶桩基小型振动台模型试验.结果表明:溶洞的存在改变模型的局部基频及动力特性,对地震波的传递起到阻碍及能量消散作用;波的频谱变化与上部荷载大小无直接关系,桩端荷载和地震共同作用下产生的桩端裂隙造成地震波整体幅值的下降,引起模型基频的变化;模型内部裂纹随地震波加速度的增强而增多,造成阻尼比逐渐增大,使得振动主频降低;同类型地震波之间仅幅值有所差别,不同类型地震波作用下的频谱分布差异较大;各测点的应变均随地震峰值的增加而增大,溶洞直径较小时顶板临空面处易发生剪切破坏,而溶洞直径较大时表现为整体的冲-剪破坏.     

塔式起重机塔身和起重臂的风载荷特征分析

定义风载荷系数表达式,完成塔机在均匀风场和B类风场下12个风向角的计算流体力学（CFD）数值计算,得到塔身和起重臂的体型系数、角度风系数和风压高度变化系数,并与国内外规范进行对比.结果表明：不同风向角下,塔身横风向风载荷可以忽略,而起重臂的横向风载荷必须考虑;塔身角度风系数计算方法与欧洲钢结构设计规范一致,但与我国起重机设计规范相差较大,建议以欧洲规范定义塔身角度风系数;塔身和起重臂角度风系数对风场特征不敏感;塔机气动外形的影响使得风压高度变化系数在不同风向角下不一致并表现出放大效应.塔机抗风设计可参考风载荷系数参数特征.     

Vertical load capacities of roof truss cross members

Trusses used for roof support in coal mines are constructed of two grouted bolts installed at opposing forty-five degree angles into the roof and a cross member that ties the angled bolts together. The load on the cross member is vertical, which is transverse to the longitudinal axis, and therefore the cross member is loaded in the weakest direction. Laboratory tests were conducted to determine the vertical load capacity and deflection of three different types of cross members. Single-point load tests, with the load applied in the center of the specimen and double-point load tests, with a span of 2.4 m, were conducted. For the single-point load configuration, the yield of the 25 mm solid bar cross member was nominally 98 kN of vertical load, achieved at 42 cm of deflection. For cable cross members, yield was not achieved even after 45 cm of deflection. Peak vertical loads were about 89 kN for 17 mm cables and67 kN for the 15 mm cables. For the double-point load configurations, the 25 mm solid bar cross members yielded at 150 kN of vertical load and 25 cm of deflection. At 25 cm of deflection individual cable strands started breaking at 133 and 111 kN of vertical load for the 17 and 15 mm cable cross members respectively.     

Wind tunnel testing of wind pressures on a large gymnasium roof

A wind tunnel test was conducted for a large steel gymnasium structure. Simultaneous pressure measurements were made on its entire ellipsoidal roof in a simulated suburban boundary layer flow field. Special attention is paid to the characteristics of fluctuating wind pressures in different zones on the roof. Some selected results are presented: 1) correlations between fluctuating wind pressures on both roof surfaces, 2) eigenvalues and eigenvectors of covariance matrices of the fluctuating wind pressures, 3) probability distributions of the fluctuating wind pressures, and 4) statistical characteristics of peak factor. Furthermore, the applicability of the quasi-steady approach is discussed in detail. Based on the results, an empirical formula for estimating the minimum pressure coefficients, using a peak factor approach, is presented. Comparison of the minimum pressure coefficients determined by the proposed formula and those obtained from the wind tunnel tests is made to examine the applicability and accuracy of the proposed formula.     

基于不同屋顶方案的轻钢结构抗风性能

为有效增加沿海地区开阔地带厂区轻钢结构的稳定、强度及经济性,针对常用的双坡屋顶及单坡屋顶轻钢结构,运用Midas/Gen、SAP2000与PKPM-STS这3种结构软件中相应模块的有限元分析方法,给出了不同屋顶形式下结构节点及杆件内力、抗风性能等参数分析结果.结果表明:在常用的轻钢结构屋面结构形式中,双坡屋顶抗风性能与单坡屋顶抗风性能在独立分析时前者优于后者;结构整体分析时需要考虑维护系统的参与作用.     

下游高层建筑对上游低矮建筑屋面风压影响

运用ICEMCFD-CFX软件,采用SST k－ω湍流物理模型,模拟了较高层建筑物对常见的轻型门式刚架双坡屋面的风压影响,得到在不同的间距下,双坡屋面随风向角变化的风压分布特性及变化规律．