大跨度屋盖结构站房风洞试验研究

以某大跨度屋盖结构火车站风洞实验研究为例,分析大跨度三跨双坡曲面屋盖的风荷载特性,并利用刚性模型风洞试验得到的脉动压力数据进行风致振动分析,试验结果表明:在屋面边缘及屋脊附近的上吸风荷载绝对值要比屋面内部区域值大,屋面波谷区域风荷载值在-0.5~-1.0 kN/m~2范围内,悬挑位置及屋脊上吸风荷载值最大可达-5.0 kN/m~2;脉动风压系数一般在迎风屋檐附近比较大,可达0.6。研究同时表明大跨屋盖的风荷载取值受建筑外形、周边干扰、结构特性、风向等因素影响明显,需要进行全面深入的分析研究。     

大跨度悬挑曲面屋盖结构风洞试验研究

大跨度悬挑曲面屋盖结构属于风荷载敏感结构,又因其造型独特,风荷载特性复杂,故其抗风设计尤为重要。通过对青岛西站铁路站房进行1/200缩尺比的同步多点刚性模型测压风洞试验,系统分析了大跨度悬挑曲面屋盖在不同风向角下的平均压力系数分布规律及50年重现期极值压力统计值分布规律,并基于此数据分析屋盖体型变化对风压分布的影响。结果表明:屋盖整体呈现负压力;屋盖风压分布受风向角、屋盖体型的影响明显,在不同风向角下,屋盖体型对风压分布的影响程度不同;屋盖的挑檐、边角及屋脊处的平均压力系数绝对值要比其他区域大;站房表面极值压力绝对值最大值达4.4kN/m²,主要分布于站房的挑檐部分,因此在设计时需着重考虑挑檐的抗风设计。     

大跨度屋盖风压分布实测研究

近年来,围绕大跨度空间结构的风场特性研究、风振研究逐渐成为土木工程学科的热点研究方向,虽然取得了不少成果,但大多是建立在数值模拟分析基础上,少量学者进行了风洞试验研究。虽然风洞试验可以方便地模拟不同工况条件下的风环境和结构风振响应,但在真实建筑与模型相似比问题上又会使试验结果与真实数据之间存在一定误差,鉴于此,通过实测手段采集到了大跨度空间结构屋盖上方的风速、风向和风压数据,并基于实测数据,对其风荷载的湍流强度、积分尺度、阵风因子、风压分布、风速风向联合分布等指标进行了细致分析,分析结果真实可靠。     

南阳卧龙站站房大跨度屋盖风洞试验

采用同步测压风洞试验技术,对作用于南阳卧龙站站房屋盖的风荷载进行了研究,讨论了平均风风荷载、脉动风荷载的分布特征况。风压分布云图表明,虽然屋盖风压以风吸力为主,但在屋盖台阶处的局部区域存在风压力。根据风压分布特征,对屋盖进行分区,得到了各个区域的风压系数,分析了各个区域风压系数随风向角的变化规律,为该类大跨度屋盖抗风设计提供参考。     

计算机技术在大跨度屋盖结构风洞试验数据处理中的应用

针对风洞试验数据处理的复杂性,利用ObjectArx,SAP2000 API以及VC++与MATLAB混合编程技术开发了大跨度屋盖结构风洞试验数据处理系统。系统将MATLAB软件强大的数值分析和图形显示的能力内嵌到VC环境中,用VC友好的人机交互界面实现了大跨度屋盖结构风洞试验数据处理和图形显示一体化,并借助SAP2000API实现了对SAP2000前处理的二次开发,极大地提高了风洞试验数据处理的效率。最后,以北京铁路枢纽丰台站风洞试验数据为例,对该数据处理系统进行了应用验证。     

大跨度屋盖结构的倒塌

<正> 近年来国外大跨度屋盖接连发生了五起倒塌事故。这些工程的结构简况与倒塌原因列于表1。倒塌的大跨度结构全部是复盖公共建筑的屋顶,造成了严重的财产损失,幸亏倒塌时没有大量群众聚集,人员伤亡不多,然而倒塌事故已经引起国外公众的强烈反响,一些学者为此发表了文章,美国建筑师学会也专门为此召开公开讨论会,从中吸取经验教训。他们认为大跨度结构不同于一般结构,具有独自的特点,为了防止今后发生事故,建议在设计,施工与使用上采取措施,其中有一些值得我们借鉴。     

某对称超大跨度火车站屋盖风洞试验研究

通过贵安火车站的风洞试验,对试验数据进行了处理,依据风压系数、体型系数和风振系数等对该类大跨屋盖结构风荷载作用规律进行了分析。结果表明:任意风向角下屋盖顶面各区域基本承受负压,底面有较大正压区;来流方向靠近分离点的屋面前缘及屋盖顶面拐点处压力系数绝对值较大;各区域风振系数变化均匀,竖向位移风振系数具有较好的连续性。     

异形大跨度屋盖结构选型

对某医疗建筑中异形大跨度屋盖的结构形式进行了探讨。首先,阐述了常用的几种大跨度屋盖结构形式在本工程中的适用性;然后,从安全性和经济性两方面对比了钢筋混凝土井字梁和实腹钢梁两种结构方案,结果表明,后者更适合本工程。     

大跨度屋盖气动力效应不确定性研究

基于重复采样风洞试验和概率相关系数检验法,对具有典型参数的球面屋盖和柱面屋盖的气动力效应的不确定性进行了系统研究。着重分析了平均风压系数和脉动风压系数的概率分布特征。研究结果表明:正态分布是平均风压系数的最优分布,球面屋盖、柱面屋盖平均风压的变异系数均值分别为0.11和0.13。对数正态分布为脉动风压系数的最优概率分布,对于球面屋盖,脉动风压系数均值在来流前缘和尾流区较大,最大值出现在屋盖后缘,标准差最大值出现在屋盖左右两侧与来流约成45°的轴线上;对于柱面屋盖,脉动风压系数均值和标准差在屋盖顶部较大,最大值均出现在顶部与两侧墙体连接处。基于风洞试验结果,采用Monte Carlo方法研究了样本数量对平均风压系数抽样误差的影响,定义了与平均风压变异系数和样本数量有关的平均风压调整系数,并给出了具体取值,可为现行风洞试验提供参考。     

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。     

大跨度屋盖结构抗风软件平台构建

基于同济大学土木工程防灾国家重点实验室结构风工程课题组完成的大量的大跨度屋盖结构风洞试验,使用网页设计语言和Matlab语言构建了大跨度屋盖结构抗风软件平台。介绍了抗风软件平台的开发背景、工作原理、数据处理方法、组成结构和使用方法。抗风软件平台收录了部分大跨度屋盖结构的风洞试验数据和悬臂弧形挑篷的抗风研究成果,同时还集成了本课题组开发的悬臂弧形挑篷等效静力风荷载计算软件。     

大跨度锯齿形锥壳屋盖厂房动力实测和地震效应的分析

本文介绍36m跨锯齿形锥壳屋盖厂房的动力实测和有限元方法计算其地震效应的分析结果。实测中采用了激振、冲击和脉动等方法,获得了该结构的自振频率、振型和阻尼。用有限元方法和程序进行了大量分析计算,探求到其动力特性和地震效应的特点。实测和计算均表明:计算的自振频率和振型与实测值符合;地震效应以垂直振型为主;一般应取前10个振型进行振型组合。试验研究结果表明该结构具有良好的抗震性能,在8度地震区使用是安全的。这一研究为推广和改进这类结构提供了实践和依据,     

我国大跨度屋盖结构的成就与展望

一、发展概况伟大的中华人民共和国成立三十周年了。建国以来,我国的社会主义建设蓬勃发展,在工业厂房、体育馆、会堂、剧院、车站、仓库等建筑中建造了不少大跨度屋盖结构,其中有一些在设计与施工上达到了比较     

大跨度屋盖结构的多级抗风设计

结合风灾破坏的实地调查结果,对我国荷载规范中基本风压的取值规定进行了探讨;借鉴建筑抗震设计标准和规范,提出适合于大跨度屋盖的多级抗风设防标准和设计方法,并结合北京奥运乒乓球馆屋盖结构进行了抗风分析,得到的主要结论是:基本风压的取值决定了建筑物抗风设防的标准;现行规范中我国部分地区的基本风压取值有所偏低;对于大跨度屋盖结构而言,可以引入抗震设计思想和方法,进行多级抗风分析与设计。最后探讨了一些适合大跨度屋盖的抗风概念设计方法,以供设计和建造时参考。     

大跨度屋盖结构的等效静风荷载

采用完全二次型组合(CQC)方法可以对复杂大跨度屋盖结构的风振响应做精确的分析,但由于此类结构存在模态密集、模态间耦合等问题,在等效静风荷载(ESWL)计算方面,适用于高层建筑结构顺风向抖振分析的阵风因子法对于此类结构并不适用,故ESWL的计算要复杂得多。本文结合刚性建筑模型的风洞同步多点测压试验,提出了测点影响系数(TIC)方法实现了测点风压系数向结点荷载的快捷转换,在采用CQC方法精确分析结构风振响应的基础上,将模态响应进行组合而形成一组等效的时变荷载,从而将原来复杂的动力学问题转换为简单的准静态问题,最后应用荷载响应相关(LRC)方法计算了结构的等效静风荷载。本文方法适用于任意复杂结构的ESWL计算,将其应用于某奥运场馆的风振分析和ESWL计算,结果显示了这种方法的有效性。     

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。     

大跨度钢屋盖网架结构施工关键技术

苏州国家电器产品质量监督检验中心3~#电机测试车间屋盖采用大跨度网架结构。结合工程实际情况,并经方案比较,最终决定在施工过程中采用分块施工、上下2块网架串联后同步整体提升的施工技术。实践证明,该技术方案实施效果良好,为类似工程提供了借鉴和参考。     

大跨度屋盖结构等效静风荷载研究

有关等效静风荷载理论的研究，以往多针对高层、高耸结构展开。大跨度屋盖结构与高层、高耸结构形式相比，最大的不同在于要考虑多阶振型的影响。由此带来的问题有：对于结构的不同构件和不同响应类型，其等效原则不是惟一的；结构振动模式与荷载分布形态密切相关；如何考虑多阶振动模态的组合。针对以上3个问题，分别探讨了相应的解决思路，并初步给出了关于结构等效背景分量和等效共振分量的确定方法。研究表明：该方法在保证控制点等效的同时，还能使结构其他部位的等效响应更接近于实际可能出现的最不利响应，因而能够更加准确地反映出大跨度屋盖结构风振响应的本质特征。     

大跨度屋盖结构抗风研究现状分析

对大跨度屋盖结构抗风研究现状进行分析,分别阐述相关风振响应计算方法和静力等效风荷载方法,并对其存在的问题进行分析.     

大跨度屋盖结构选型及优化设计分析

为了进一步探索大跨度屋盖结构的选型及优化过程,依据第十二届全国大学生结构设计竞赛赛题,借助有限元软件SeismoStruct对预先设计好的大跨度屋盖结构进行选型和优化,研究了大跨度屋盖结构的承载能力、变形能力与结构构件尺寸和节点位置之间的关系。结果表明,节点位置直接影响杆件受力,从而影响结构的承载能力和变形能力。构件尺寸直接决定构件的刚度,进而影响结构的承载能力和变形能力。可见大跨度屋盖结构受力复杂,对其选型本质上就是选取结构简单、传力途径明显,在多工况荷载组合下受力合理的结构。对选出的模型进行优化实质上就是通过改变节点构造、节点位置和构件的尺寸大小等方式促使结构达到高承载、低变形的效果。