大跨双向悬索结构屋盖MTMD减振控制分析

针对大跨双向悬索结构的振动控制问题,基于多重调谐质量阻尼器(MTMD)减振控制原理,以结构模态阻尼比为参考指标,提出MTMD减振设计方法.进而以某大跨双向悬索结构为背景,提出MTMD减振设计方案,针对两阶主要竖向振动模态分别设计两套MTMD子系统,通过调整MTMD频率带宽与TMD阻尼比,在显著提升结构模态阻尼比的同时使...     

国家奥林匹克体育中心游泳馆悬索吊挂屋盖结构设计

国家奥林匹克体育中心游泳馆位于北京北郊,是第十一届亚运会游泳、跳水等运动项目的比赛场地。该工程采用双坡曲线屋面,局部为双层屋面。屋盖覆盖面积为117×78m(室内面积)。檐口外挑出5m,山墙外挑出4m。屋面板为保温复合板,采用彩色金属压型钢板与聚苯泡沫保温材料复合而成。该工程东、西两端设有70m和60m不等高的两座独立塔柱,吊挂24道斜拉索承受整个屋面的重量。斜拉索吊挂结构由高大的独     

带有锚索的悬索—桁架屋盖结构的施工

本刊上期介绍了带有锚索的悬索-桁架屋盖体系的设计,引起不少读者的兴趣,本期介绍其结构施工方法作为续篇,供参考。     

某室内主题乐园重载大跨屋盖结构设计

某室内主题乐园采用双向平面钢桁架与钢筋混凝土框架的混合结构形式,其中主桁架跨度103.4m×75.4m,桁架高度为8m,采用Q390高强钢材;屋面采用钢筋混凝土屋面,其上有4个用于支撑外部装饰构件的钢塔.采用MIDAS/Gen软件对整体结构进行了计算分析,计算结果显示各项设计指标均满足规范要求,选用的结构体系做法简洁、...     

大跨屋盖结构技术与艺术表现

通过2008年北京奥运会乒乓球馆、郑州国际会展中心、南通体育场三个富有代表性的例子,从精神、环境、自然三个方面分析了大跨屋盖结构技术与艺术表现。     

悬索屋盖结构抗风动力性能的风洞实验研究

本文根据所推导的悬索屋盖结构气弹模型相似条件，对悬索屋盖结构在风荷载作用下动力笥能进行了气弹模型风洞实验。研究了各种结构参数对其气动性能的影响，给出了结构位移随风速变化的曲线。     

大跨屋盖结构风洞试验的风压极值研究

大跨屋盖结构广泛被应用,风荷载是该类大跨度屋盖结构设计需考虑的一个重要的荷载。而风荷载通常基于风洞试验获取表面风压时程,进而基于表面风荷载得到极值概率模型。以1:200缩尺比的刚性模型进行多次独立重复采样风洞试验,以获得大量试验数据,用于更好地拟合极值概率分布。得出极小值更符合广义极值分布,而极大值有一部分符合极值Ⅰ型分布。根据得出的极值分布,估计出任意保证率的分位数估计极值,为大跨屋盖极值风荷载设计提供理论参考。     

大跨悬索桁架屋盖施工全过程监测研究

结合北航中法航空学院中心组团大屋盖施工,对结构跨度大、施工复杂的大跨悬索架屋盖施工监测技术进行了研究。监测内容包括应变、索力、变形、温度等。监测结果表明,结构的受力和形态基本符合设计预期,监测期间未出现报警情况,未发现明显结构损伤。详细介绍了监测内容、监测方法、测点布置和监测结果等,工程经验及研究成果可供类似工程参考。     

大跨屋盖结构的竖向MTMD减震控制

建立了屋盖结构竖向MTMD的振动控制方程,根据屋盖结构振型密集的动力特性提出了三种MTMD设计思路。结合某工程实例讨论了屋盖结构MTMD的设计步骤和减震效果,结果表明MTMD对不同的地震波都有一定程度的减震效果,表现出良好的鲁棒性,响应峰值降低10%～40%;地震波对MTMD控制效果影响较大,应根据场地条件和结构特点选择合适的地震波进行分析。     

淄博市体育馆单悬索屋盖施工

淄博市体育馆为悬素屋盖,上端有封闭式钢筋混凝土横向受弯大梁,屋面板采用预制槽板,施加预应力后用400号混凝土灌缝,使屋面呈弧形整体。施工中为防止挂锚时钢索拉脱及咬断钢索,增设了3道地锚并多次调整钢索垂度。挂板时经方案比较,采取槽板受力筋在端部弯起,直接挂在主索上的方法。施加预应力和封闭大梁时,考虑到混凝土的收缩及温度变形,也相应采取了技术措施。     

多阻尼器控制空间桁架竖向地震作用的分析

大跨屋盖结构由于跨度较大,竖向地震作用显著,有必要采取减震控制措施.本文提出将大跨屋盖结构振型分组,按组分别设置竖向MTMD进行控制,结合某工程实例讨论了这种设计思路,时程分析表明,对屋盖结构采用MTMD同时控制多个振型,只需小阻尼比,响应峰值即可以降低15%～30%,而且可以有效地控制地震持续过程中的总体响应.     

大跨度屋盖结构模型设计与分析

全国大学生结构设计竞赛,是一项培养参赛队伍创新能力、实践能力、团队意识以及综合能力的学科竞赛,逐渐成为土木工程专业学生的重要实践教学平台。结合竞赛题目分析模型所受荷载特点,针对大跨度屋盖结构进行设计、试验,并利用MIDAS软件进行受力分析,所得结果能够反映结构的实际受力状态,对模型选型和结构优化有一定的参考价值。模型制作应选取外观、韧性等较为接近的竹材,综合试验和受力分析结果对模型进行制作,在杆件薄弱拼接节点和竹材天然节点处进行补强。     

考虑屋面板自振效应和流固耦合效应的大跨度空间结构风振系数

为了得到屋面板自振效应和流固耦合效应对大跨度空间结构风振系数的影响,首先对不同风速时程数值模拟方法的计算效率和计算精度进行比较,确定适合大跨度空间结构风速时程数值模拟的方法;分别针对考虑屋面板自振效应和流固耦合效应推导了风荷载计算公式;对天津奥林匹克中心体育场大跨度钢管桁架结构和某体育馆屋盖大跨度单层球面网壳结构进行风振系数计算分析。结果表明,考虑屋面板自振效应,结构风振系数增大;考虑流固耦合效应,结构风振系数减小,且风和结构的耦合起主要作用,风和屋面板耦合的影响很小,可忽略不计;同时考虑屋面板自振效应和流固耦合效应,结构风振系数分布规律基本不变,屋面板自振效应与流固耦合效应对结构风振系数的影响不能相互抵消,且对不同结构影响程度不同。     

复杂体型大跨屋盖风荷载特性的风洞试验研究

通过对吉林火车站的刚性模型风洞试验研究,得到了在有无周边建筑群干扰下屋盖表面的风压系数等值线图、脉动风压系数与屋盖的升力系数随风向角的变化曲线,对其风压分布特性做了详细的对比分析研究。研究结果表明:大跨屋盖结构表面主要呈现负风压(风吸力),屋盖合力升力系数均为负值。主站楼在迎风区屋檐、悬挑区域及屋面凸起的天窗位置气流分离较大,风压变化明显,出现较大的负风压系数;由于站台雨篷四周开敞,气流流经站台雨篷时较为顺畅,气流分离较小,因而站台雨篷风压系数较小。     

大跨楼盖结构减振设计与分析

针对大型火车站房的大跨楼盖的振动舒适度问题,围绕基于人体舒适度的大跨楼盖减振设计理论和方法,首先介绍了新研制的可调节刚度调谐质量阻尼器（tuned mass dampers,简称TMD）;随后,系统研究了各种可能引起动力效应的人体活动,建立了起立、步行等人致动力荷载的模拟方法,进而给出基于有限元模型的大跨楼盖人致振动分析方法;在分析大跨楼盖多重调谐质量阻尼器（multiple tuned mass dampers,简称MTMD）减振机理的基础上,借鉴已有的MTMD研究成果,提出了考虑人体舒适度的大跨楼盖MTMD减振设计方法;据此对数个大型结构开展了MTMD减振设计、分析与现场实测研究。理论和实测结果表明,利用本文方法设计的MTMD系统可以有效地控制大跨楼盖的竖向振动。本文的可工作为类似的大跨楼盖的振动舒适度的分析和控制系统的设计提供参考和借鉴。图18表10参13     

Large eddy simulation of wind effects on a long-span complex roof structure

This paper presents a combined study of numerical simulations and wind tunnel tests for the determinations of wind effects on a long-span complex roof of the Shenzhen New Railway Station Building. The main objective of this study is to present an effective approach for the estimations of wind effects on a complex roof by computational fluid dynamics (CFD) techniques. A new inflow turbulence generator called the discretizing and synthesizing random flow generation (DSRFG) approach was applied to simulate inflow boundary conditions of a turbulent flow field. A new one-equation dynamic subgrid scale (SGS) model was adopted for the large eddy simulations (LES) of wind effects on the station building. The wind-induced pressures on the roof and turbulent flow fields around the station building were thus calculated based upon the DSRFG approach and the new SGS model integrated with the FLUENT software. In parallel with the numerical investigation, simultaneous pressure measurements on the entire station building were made in a boundary layer wind tunnel to determine the mean, fluctuating, and peak pressure coefficient distributions. The numerically predicted results were found to be consistent with the wind tunnel test data. The comparative study demonstrated that the recommended inflow turbulence generation technique and the new SGS model as well as the associated numerical treatments are useful tools for structural engineers to assess wind effects on long-span complex roofs and irregularly shaped buildings at the design stage.     

大跨度复杂屋盖结构风荷载的大涡模拟

应用一种新的湍流脉动流场产生方法DSRFG(Discretizing and Synthesizing Random Flow Generation)[1]模拟风场实际的湍流边界条件,采用一种新的大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)的亚格子模型[2],基于Linux系统下软件平台Fluent6.3的并行计算技术,对深圳新火车站进行了数值风洞模拟。并将屋盖的平均风压、脉动风压计算结果与风洞试验数据进行了比较,表明数值模拟很好地反映了大跨度屋盖表面风压的分布情况,由其得到的风压系数与风洞试验数据有较好的吻合。表明本文的DSRFG方法以及新的大涡模拟亚格子模型的数值模拟技术是一种很好的预测大型、复杂结构表面风荷载的有效方法。并为进一步发展在复杂湍流环境下大跨度屋盖结构的风荷载数值风洞技术提供参考。     

大跨度屋盖结构的风荷载特征

分析了封闭型和敞开型两种大跨结构屋面风荷载的分布特征。对于封闭型,屋面的迎风区域由于受柱状涡和锥形涡的作用而产生极大的负风压,其他区域风压较小;对于敞开型,迎风时上下表面呈"上吸下顶"的风压叠加组合,背风时呈"上吸下吸"的风压抵消组合。同时讨论了附近的构筑物对屋面风荷载的气动干扰作用,在不同的风向下,干扰体与屋面的相对位置产生不同的干扰效果。     

SMA-MR阻尼器在大跨度挑篷结构中的减振控制研究

将作提出的SMA-MR复合型阻尼器应用到大跨度挑篷结构的减振控制中,建立了挑篷结构的理论模型,编制了减振控制分析程序．通过输入三向El-Centro地震波,分别研究了阻尼器在地震加速度峰值为0．2g、0．4g和1．0g情况下的减振性能,结果表明,阻尼器对挑篷结构的节点位移和杆件轴力都有很好的控制效果．然后系统进行了SMA-MR复合型阻尼器在挑篷结构中的减振控制参数研究,通过对比分析,给出了实用性的工程建议。