大跨屋盖结构雪荷载的模拟研究

<正>大跨轻钢屋盖结构质量较轻,阻尼小,刚度相对较柔,不仅是风敏感结构,也是雪荷载敏感结构。近年来,大跨轻钢屋盖结构由于暴风雪灾害而遭受破坏的情况时有发生。以我国为例,2007—2010年期间,我国东北、华北和南方地区连续遭遇了四次大的雪灾,雪灾中大跨轻钢屋盖结构出现了大面积的垮塌事故。2007年3月,辽宁沈阳地区出现持续24小时的暴风雪,为56年一遇,     

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。     

湍流边界层中低矮建筑绕流大涡模拟

通过对平板湍流边界层进行大涡模拟,采用拟周期边界条件维持湍流边界层厚度稳定,提取速度和压力时程作为低矮建筑绕流模拟之脉动入流边界条件,研究脉动入流下的低矮建筑绕流特性。研究结果表明：入流边界特性对网格变化适应性良好,其平均速度剖面、湍流强度、流速频谱特性基本符合空旷地貌风场特性;脉动入流下,建筑表面的平均风压系数、脉动风压系数的计算结果与风洞试验结果基本吻合。受雷诺数及湍流强度的影响,流动分离区负压与试验值存在一定差别;屋盖上分离区风压时程具有非高斯概率特性,尤以气流分离较剧烈的屋盖迎风边缘及屋盖两侧风压的非高斯特性明显,该特征与风洞试验基本一致;受非高斯特性的影响,建议峰值因子g取4.5~5.5。     

大涡模拟方法下的四圆柱绕流数值模拟

采用了Fluent软件和大涡模拟LES方法进行了在雷诺数下Re=15000的四圆柱绕流数值模拟。计算分析显示本文的计算结果与他人的实验结果吻合良好,可为类似圆柱结构的流体绕流问题设计提供参考。     

某大跨钢桁架屋盖施工过程模拟分析

某体育馆钢屋盖采用正交正放焊接球支座钢桁架结构体系.根据施工现场条件,钢桁架屋盖拟采用地面散拼、分段吊装的方式进行安装,采用各临时支撑点逐级卸载的方式进行卸载.文章采用Midas Gen有限元分析软件建立钢桁架屋盖分析模型,对结构安装及卸载进行施工过程模拟分析.通过模拟分析结果,制订合理的施工方案,确定施工过程中关键控...     

大跨屋盖结构隔震分析研究

以某体育馆为工程背景,研究了隔震技术在大跨度屋盖结构中的应用,同时对该隔震结构进行了多点激励下的地震响应研究,讨论了空间非一致激励情况,用模拟的地震波对结构进行了分析.结果表明,采用隔震技术可以减少结构的地震响应,当考虑行波效应后,地震效应有较显著的减小.基于本文研究结果,建议在进行跨度比较大的结构地震响应分析时应考虑行波效应的影响.     

某建筑大跨屋盖结构选型

大跨空间的屋盖结构选型和布置是其结构方案、经济合理性的关键.对某大跨空间工程的屋盖结构选型和不同平面布置方案进行了详细的对比分析,针对所选方案在施工图设计阶段存在的重难点问题梳理,给出了相应的解决办法.     

高层建筑典型断面绕流的非定常数值模拟

基于专业计算流体动力学软件ANSYS FLUENT12.0,采用SST湍流模型对4种典型钝体断面的非定常绕流特性进行了研究。对方形断面绕流的模拟结果表明,SST湍流模型应用于钝体绕流的模拟是可行的。获得了倒圆角、倒斜角和倒凹角方形断面的阻力系数、斯托哈托数及时均流场图,为此类断面的抗风分析提供了合理的气动参数,并从流场的角度定性地对计算结果进行了机理解释。     

某体育文化中心大跨屋盖结构设计

根据建筑效果的需求,上海某体育文化活动中心屋盖选用双向正交布置的张弦桁架结构,通过建立屋盖与下部混凝土结构的整体模型,分析了各工况的结构内力和变形,并利用ANSYS有限元软件对屋盖结构进行了极限承载力分析,结果表明屋盖结构具有良好的受力性能。     

双拱大跨屋盖结构风载的数值模拟研究

双拱大跨度网架屋盖结构由于体表为复杂曲面,其风荷载的确定不能仅参考我国建筑结构荷载规范中对风荷载的相关规定,风荷载的确定需要借助于其他手段。CFD数值模拟风洞是近年来发展起来的一种风荷载研究手段,基于ANSYS-CFX 12流体动力学软件,利用雷诺应力（RSM）湍流模型对一双拱大跨度屋盖结构上平均风载体型系数进行数值模...     

大跨屋盖结构表面平均风压的数值模拟研究

选取TTU建筑现场实测和刚性模型风洞试验屋面风压数据作为比较标准,验证了CFD方法模拟低层大跨屋盖表面平均风压的可靠性,并讨论了湍流模型的选取对模拟结果的影响。在数值模拟中采用雷诺时均湍流模拟方法和RNG k-ε两方程湍流模型,结合缩尺模型风洞试验,研究了曲面大跨屋盖表面风压分布。比较了有无背景建筑和正面是否开洞等不同工况下,曲面大跨屋盖内、外压分布的异同点,为该类结构抗风设计提供了依据。     

大跨悬挑屋盖风压数值模拟及减风措施

运用计算流体动力学(CFD)方法进行了屋盖表面风荷载数值模拟,并与风洞试验结果进行了对比。在此基础上对加设女儿墙后的屋盖进行了CFD建模与计算,结果显示加设女儿墙可有效降低屋盖悬挑部分的最大风压和弯矩,并使屋盖上表面风压均匀化,可改善屋盖结构的受力状态。     

某多层大跨体育馆屋盖结构设计

空间管桁架造型别致新颖,具有优秀的静、动力特性和良好的经济技术指标,施工方便。在大跨公共建筑结构中得到了广泛的应用。本文结合某多层大跨体育馆的管桁架屋盖结构设计工程设计,介绍空间管桁架结构的计算方法、主桁架平面布置及支撑平面布置、主桁架设计、杆件及节点设计和屋面排水沟节点设计等内容。所得出的结论具有一定的指导意义和工程应用价值。     

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。     

宁波市体育运动学校田径馆大跨屋盖结构设计

宁波市体育运动学校田径馆屋面跨度达到52m,采用倒置三角锥管桁架结构,除考虑恒载、活载、风荷载正常荷载作用下,桁架需要有良好的受力性能外,还充分考虑温度荷载及施工合拢的温度差对桁架内力产生的影响,保证主体管桁架结构在各种工况下的安全度及变形要求。并采用MITS及SAP两个软件进行内力校核和对比。为确保拱形结构面内刚度,支座采用固定铰支座,框柱采用内置型钢,提供足够的抗推刚度。     

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、...     

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。     

大跨钢膜悬壳屋盖结构

<正> 用钢膜悬壳屋盖结构修建于列宁格勒的“列宁体育综合体”和莫斯科的“奥林匹克体育综合体”,在1980年奥运会期间及其以后的使用过程中充分显示出了这些建筑结构的高效能和可靠性,因此而荣获了苏联的科学与技术国家奖。 钢膜悬壳屋盖是以新的结构处理原理为依据的,这在苏联国内外尚无先例,为此这种结构的处理原理已获得了发明创造证书。在设计这些体育综合体时,从其建筑平面布局处理的需要出发,在试验研究阶段曾考虑过各种不同的结构方案:例如杆系结构、悬索结构和薄膜     

某大跨空间结构屋盖复杂节点有限元分析

本文以某大型综合交通枢纽大跨空间结构屋盖为例,采用ABAQUS分别对其复杂铸钢节点、超大焊接球节点进行非线性有限元分析,同时考虑弹塑性与几何非线性,分析了不同加载工况下模型构件节点的承载能力,对模型构件节点的安全进行校核。     

大跨屋盖结构风致表面摩擦力数值分析

采用ANSYS-FLUENT 13.0中的两层k-ε模型对大跨屋面风致表面摩擦系数进行了CFD数值模拟分析。针对特定的平屋盖的细部尺寸,分别考虑不同的肋间距尺寸、风向角对屋顶表面摩擦系数分布的影响及其分布规律。结果表明:1各种不同肋间距屋面的迎风前檐及迎风前檐转角处,表面摩擦系数最大,上游区域回流腔区内表面摩擦系数很小,甚至为0,而下游区域的摩擦系数逐渐增加;2相同风向角下,摩擦系数随肋间距的减小而逐渐增大,肋间距是影响屋面粗糙度的决定因素;3摩擦系数分布与屋面肋间距及来流风向和肋的夹角有关,来流风向与肋平行时,摩擦系数最小,来流风向垂直于肋时,摩擦系数最大。研究旨在为我国风荷载规范忽略风致建筑物表面摩擦力影响情况下,适当考虑风致表面摩擦力可为屋盖抗风的合理设计提供参考依据。