悬挑式张弦罩棚结构的风致疲劳分析

悬挑式张弦梁结构是由传统张弦梁结构改进的高效空间结构,其单榀张弦梁结构由上拉索、弦杆以及下抗风索组合而成。由于此类结构的风致振动效应显著,有必要研究其风致疲劳效应的影响。为研究悬挑式张弦罩棚结构的风致疲劳损伤,以某体育场罩棚为研究对象,采用几何缩尺比为1∶150的ABS塑料刚性模型进行B类风场下的风洞试验,得到各测点的风压时程数据,转化为有限元模型的节点风荷载进行风致振动响应分析并得到拉索的应力时程。利用雨流计数法对拉索的应力时程进行统计计数,并结合EuroCode2中所推荐的拉索S-N曲线,采用Miner准则对拉索的疲劳损伤进行线性累积,从而对该悬挑式张弦梁结构中的拉索进行疲劳损伤评估。结果表明：拉索构件的风致疲劳损伤随风向角变化明显,最不利风向角在180°附近;由于拉索构件的几何非线性特性,其疲劳损伤随风速变化呈非线性增长趋势。     

大跨结构抗风研究现状及展望

大跨结构是典型的风敏感结构,风荷载和风致振动常常是控制结构安全性的主要因素.本文系统回顾了国内外大跨结构抗风研究领域的进展,主要涉及风洞试验、大跨结构气动弹性模型、风振系数、等效静风荷载、风致响应等方面,并对存在的不足以及进一步研究的方向提出建议.     

典型截面超高层建筑风洞试验与荷载规范计算的等效静力风荷载比较分析

对椭圆形截面和矩形截面的两栋超高层建筑进行了风洞试验,获得了作用在结构上的气动力。在此基础上计算得到了用于结构设计的顺风向、横风向的等效静力风荷载及风振位移和加速度响应。基于《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)给出的方法计算了两栋高层建筑的等效静力风荷载,与风洞试验的结果进行了对比,并进一步讨论了振型的阶数对等效静力风荷载、风振位移和加速度响应的影响。     

悬索结构抗风设计（下）

根据上节的分析可知，除风振系数奇点外，悬索结构节点位移风振系数及单元内力风振系数具有橙强的规律性，通过参数分析确定悬索结构风撮系数与结构参数、几何参数、荷载参数闻的关系是可行的。同时为了排除风振系数奇点对统计结果的影响，应讨论结构控制响应的风振系数，因此首先确定对索网抗风设计起控制作用的响应量。     

倒锥形大跨空间结构三维风荷载及风振响应分析

风荷载是大跨空间结构设计的控制荷载之一,因其结构体型复杂,结构表面的风压和体型系数往往难以确定。本文在风洞试验基础上对一倒锥形大跨空间结构的风荷载分布特性进行了研究,并利用有限元理论在时域上计算了该结构的风振系数,为此类结构的抗风设计提供了依据。     

某大悬挑屋盖结构的风振分析

某大悬挑钢屋盖结构,悬挑28.23 m。该屋盖结构悬挑跨度大,形状复杂,且悬挑部分上、下表面均受到风的作用,风荷载为支配荷载。介绍了该屋盖结构的结构布置特点以及计算分析要点,并进行了风振分析。根据分析结果,在满足承载力设计的条件下,原设计方案的悬挑自由端竖向位移超出了规范的规定,应对其进行减振设计。     

盐城体育馆风荷载体型系数及风振系数的试验分析

为分析风荷载对盐城体育馆网壳结构的影响,提出了测压模型风洞试验的方法。将体育馆整体结构分为典型特征12块,通过试验得到不同风向角下各结构分块的体型系数,并采用风振响应数值分析得到了各分块各风向角下的风振系数。结合建筑结构荷载规范,考虑风振系数后的风荷载可用于建筑结构设计。     

超高层建筑的风振响应及等效静风荷载研究

为避免中国现行《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中所采用的风振系数仅考虑结构的1阶振型,而不考虑周围环境影响对体型不规则超高层建筑结构抗风设计造成的不合理性,采用风洞试验与风振动力响应计算分析相结合的方法,考虑结构不规则的影响以及相邻建筑的气动干扰和横风效应来获得超高层建筑结构抗风设计所需的顺风向和横风向的等效静风荷载和风致动力响应。结果表明：由于周围建筑的干扰,顺风向、横风向的风荷载规律与一般超高层建筑不同,其不利角度也与规范存在差异;所得结论为超高层建筑结构的抗风设计提供了依据和参考。     

新旧荷载规范关于风振系数表达形式的比较研究

采用随机振动理论建立新、旧两种荷载规范中风振系数表达式之间的内在联系,指出新规范计算风振系数的参数与旧规范中的脉动增大系数、脉动影响系数、位置函数的关系;建立新规范的背景分量因子Bz的具体表达式,可适用于各质点质量、受风面积、阻力系数及振型值任意变化的情况;指出新规范计算风振系数时将用10 m高处的紊流度代替旧规范的脉动系数。数值算例表明,新规范的风振系数比旧规范的有所提高,这种提高主要来自于新规范中峰值因子与紊流度取值的提高;新规范与旧规范相比,由等效静力风荷载引起的结构基底剪力,除了D类地貌的有所减小外,其它3种地貌的基底剪力都有所增大。     

高层建筑的等效设计风荷载与风振响应研究

基于某典型高层建筑详细的风洞试验结果,计算分析了该结构的基础等效静风荷载及结构顶部峰值加速度响应,与前期的风洞试验结果相对比,评估了不同风洞试验条件和周边建筑对试验结果的影响,获得的结果可以用于此结构的抗风设计以及居住者舒适度评估。     

应用于天桥上部结构的张弦桁架设计分析

本文对应用于人行天桥上部承重结构的张弦桁架结构进行了设计计算分析,根据人行天桥结构承受的荷载远大于屋盖结构所承受的荷载的特点,并结合考虑天桥的具体施工方案,给出了张弦桁架结构拉索中初始张拉力值的确定原则和具体数值;数值模拟了作用于张弦桁架结构的风速时程,计算了天桥结构的风振响应,确定了结构的风振系数。     

张弦梁结构刚度的研究与分析

对张弦梁结构施加均匀增大的外部荷载，得到了四个位移记录点的位移随荷载变化情况，通过分析不同点位移—荷载的关系得到了结构刚度变化的情况，指出结构刚度在外荷载作用下变化，导致分析结构在地震作用下响应时，不能采用振型分解反应谱法，只能采用时程分析法。     

大型冷却塔结构抗风研究综述与展望

大型冷却塔是典型的风敏感结构,其抗风安全性直接关系到国家电力系统运行的可靠性。本文介绍了国内外大型冷却塔的建设现状,综述了大型冷却塔风洞试验、表面风荷载、风振响应、等效静力风荷载和风致振动控制等几个方面的研究进展;在此基础上并结合国外主要冷却塔设计规范指出我国大型冷却塔抗风设计相关规范条款的不足,建议需要进一步研究的若干新问题。从而可为在建或拟建的火(核)电超大型冷却塔工程提供一定的理论基础和设计指导,同时为超大型冷却塔的风致振动控制设计与实现提供重要的参考。     

悬索结构抗风设计（上）

本是作几年来在悬索结构抗风设计方面研完成果的总结，内客包括：(1)挥讨了悬索结构抗风设计方法的基础思路；(2)以椭圆平面艇曲抛物面索网为侧，利用随机振动离最分析方法计算了悬索结构的节点位移风振系数和单元内力风振系数，对所得数值结果作了分析，并论证了上述抗风设计方法的可行性；(3)对索同结构控制响应的风振幕数进行了参数分析，同时针对椭圆平面、菱形平面艇曲抛物面索网两类常用悬索结构，以对结构设计起控制作用的反应指标所对应的风振系数为对象，讨论了荷载参数、几何参数、结构参数的影响，并给出了可供实际设计应用的风振系数值。     

双向张弦梁结构的分析

双向张弦梁结构是一种新型的空间结构形式,主要应用于大空间平屋顶和双曲屋顶中.本文采用连续化的数学模型;首先根据双向张弦梁结构的平衡荷载与索曲面及索拉力之间的关系,给出了下弦索网所在曲面的偏微分方程,并用变分法进行预应力分析;其次对双向张弦梁结构的静力与动力特性采用能量变分原理进行分析.算例分析表明,方法简便,概念清楚,可供结构设计参考.     

基于荷载效应的结构抗风设计方法研究

对等效静风荷载的基本理论进行分析,指出GB 50009-2001《建筑结构荷载规范》的风振系数法给出的等效静风荷载在只考虑1阶振型的前提下,能够实现各种荷载效应的等效;需考虑多阶振型的结构,只有在各阶振型完全相关的条件下,才能得到可满足全部荷载效应等效的静风荷载;一般情况下,包括阵风荷载因子法在内的计算方法,给出的等效静风荷载只能保证单个或多个响应目标的等效,其他荷载效应存在较大不确定性,可能造成据此进行的抗风设计偏于保守或不安全。为克服这些传统抗风设计方法的局限,提出了直接以荷载效应包络值进行结构抗风设计的基本思路：结合风洞试验得到各种荷载效应在不同风向角下可能出现的上、下限值,再将其与其他荷载作用下的效应直接组合进行结构设计。通过工程实例分析表明,采用阵风荷载因子法得出的等效静风荷载值可能导致其他荷载效应被大大高估,而直接采用荷载效应包络值用于结构设计,不但其值准确,且易于操作。     

张弦梁结构的设计与施工

张弦梁结构是由弦、撑杆和抗弯受压构件组成的新型自平衡体系结构,具有受力合理、制造拼装简单和运输方便等优点,可以形成多种大跨度空间结构形式,具有良好的应用价值和广阔的应用前景。     

温州东海广场超高层建筑三维风振分析

温州东海广场是高200m的超高层建筑,风荷载是其结构设计的控制荷载之一。进行了刚性模型同步测压风洞试验,以此为基础,根据随机振动原理,考虑了风力相关性及振型耦合,对温州东海广场超高层建筑进行了风振响应分析,计算得到36个风向角下的风致响应和等效静力风荷载。计算结果表明,温州东海广场工程主塔楼Y轴方向的风荷载大于X轴方向风荷载,80°风向角为不利风向;角点和质心位置的合加速度响应均小于0.15m/s2,满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002)顶点最大加速度限值的要求。     

空间张弦屋盖的抗风优化设计

目前对风敏感结构的抗风优化设计研究集中于高层建筑结构,而大跨屋盖结构的风场和风振响应更加复杂.以广州国际会展中心的空间张弦屋盖为研究对象,基于风洞试验数据得到屋盖上的等效静力风荷载,进一步基于ANSYS一阶算法进行抗风优化计算.研究表明,抗风优化使构件总体积降低了大约30％,同时结构的整体强度和刚度得到有效提高,各构件间的受力更加协调,屋盖上位移分布更加均匀.     

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.