周颖[1]2004年在《双层网壳屋盖的风振响应和风振系数研究》文中研究说明为了满足现代建筑美学和使用功能的要求,大跨度屋盖结构日益增多。随着跨度增加,屋面势必要向着轻型材料发展,导致了此类建筑物对风荷载非常敏感,于是风荷载尤其是风荷载的脉动影响便成为设计中的重要因素。双层球壳是大跨屋盖结构中的常见形式,但是我国现有的荷载规范对此类结构的风荷载设计没有明确的规定,因此对此结构提出一种实用而且科学的风振响应分析方法也成为了亟待解决的问题。本文首先总结了网壳结构在频域以及时域内动力风振的分析方法,推导了结合快速傅立叶变换的谐波迭加法的计算方程,并由此编制了模拟风速曲线的计算机程序,经验证具有较高的效率和满意的结果。对北京老山奥运自行车馆原单层网壳屋盖进行风荷载时程分析,将所得结果和风洞试验相比,验证了此方法计算风振系数的可靠性。由此进而计算该工程现有双层网壳方案的风振系数,所得结果可供工程实践参考。建立相同设计条件下,不同跨度和矢跨比的11个双层球壳的模型,用以上方法分别计算其位移风振系数,得出风振系数随结构跨度的增大而增大,随矢跨比的增大而增大,并且随刚度的减小而增大的规律。但是由于影响风振系数的因素复杂,可能受跨度、矢跨比、刚度、质量、阻尼、边界、频率、离地高度等多个因素的耦合作用,得出简洁、准确的可供工程借鉴的双层网壳风振系数的计算公式仍待进一步研究以及工程实践的数据积累。
曾沁敏[2]2005年在《大跨空间结构风荷载数值模拟及风振系数分析》文中认为大跨空间结构是我国十余年来发展十分迅速的一个领域,特别是近年来,人们生活水平不断提高,工业生产、文化、体育事业等不断进步,大大增强了社会对空间结构尤其是大跨度空间结构的需求。随着跨度增加,屋面势必要向着轻型材料发展,导致了此类建筑物对风荷载非常敏感,于是风荷载尤其是风荷载的脉动影响便成为设计中的重要因素。大跨空间结构的形式千姿百态,其中网架和网壳结构等刚性结构体系的应用十分广泛,但是我国现有的设计规范对此类结构的风荷载设计没有明确的规定,因此提出一种实用而且科学的风振响应分析方法也成为了亟待解决的问题。首先总结了大跨度屋面结构的结构风振响应分析方法,采用属于时域分析方法的谐波迭加法,推导了结合快速傅立叶变换的谐波迭加法的计算方程,并由此编制了模拟风速曲线的计算机程序,对北京奥运会老山自行车馆原单层网壳屋盖进行风荷载时程分析,将所得结果和风洞试验相比,验证了此方法计算风振系数的可靠性。采用节点位移风振系数衡量网壳结构风振特性,对角锥型双层球面网壳结构进行了不同几何参数即跨度、矢高、球壳厚度等多种参数下的位移风振系数的研究,得出该类网壳的风振系数随几何参数的变化规律,并回归出计算公式,为双层球面网壳结构的抗风设计提供了参考。采用相同的分析方法,对天津大学体育场悬挑钢桁架单榀进行风振响应分析,得出风振系数值,然后以单榀叁角形桁架结构为例,讨论了悬挑结构节点位移风振系数随跨度、倾角和网架厚度的变化规律,为该类结构的抗风设计提供参考。
段巍巍[3]2012年在《某大跨叁心圆柱面网壳结构设计及风荷载特性研究》文中指出我国在大跨空间结构领域的研究较晚,至今虽取得研究成果丰硕,但仍有很多方面研究的不透彻,例如对大跨空间结构风的研究,其中风振系数取值在我国规范中没有明确规定,而往往对于大跨空间结构风荷载是起控制作用的。本文以山西离石大型储煤仓工程为背景,对结构形式的选择与设计、风荷载特性的研究做了一些讨论,主要内容如下：1、对所做工程的结构选型方案进行对比分析,从安全、经济和适用性的角度,最终确定了适合本工程的结构形式以及该相应的参数取值。2、使用SAP2000软件对结构多工况下进行结构受力情况分析,得出规律,找出了控制荷载,进一步确定了本工程设计的合理和可靠。3、采用计算机数值风洞计算模拟真实风场,对结构所处周边风场进行模拟,并分析其风压分布规律,计算得出各区域风荷载体形系数。4、采用CFD数值模拟技术测得的各个风向角工况各测点的脉动风压时程,运用有限元软件ANSYS,采用时程分析方法,对大跨叁心圆柱面网壳结构进行风振响应分析,得出上表面各个分区的风振系数。5、按照我国《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)第7.1.1条,采用第叁章、第四章分别得到的风荷载体形系数和风振系数进行风荷载计算,得出不同风向角下网壳表面的等效风荷载。本文对山西干煤棚大跨叁心圆双层柱面网壳进行了结构计算分析、数值模拟风洞及风振响应研究,研究结论可供类似工程作为参考。
刘学会[4]2010年在《单层柱面网壳结构风荷载影响分析》文中研究说明大跨空间结构是我国十余年来发展十分迅速的一个领域,特别是近年来,人们生活水平不断提高,工业生产、文化、体育事业等不断进步,大大增强了社会对空间结构尤其是大跨度空间结构的需求。目前,随着跨度增加,屋面结构逐渐向轻型材料发展,导致了此类建筑物对风荷载非常敏感,尤其是风荷载中的脉动影响成为设计中的重要因素。大跨空间结构的型式多样,其中网壳结构具有刚度大、自重轻、造型丰富美观、综合技术指标好等优点,是大跨空间结构应用最为广泛的形式之一。我国现有的设计规范主要针对高层结构的抗风设计,而对大跨空间结构的抗风设计研究尚处于起步阶段。因此对网壳结构的风荷载影响分析已成为亟待解决的问题。本文首先总结了大跨度屋面结构的风荷载的特性,风荷载的模拟方法,风振响应分析方法包括风洞试验,频域法和时域法,以及国内外大跨结构风振响应的研究现状。然后介绍了本文采用的风荷载模拟方法AR理论和风振动力时程分析理论。本文针对一个具体的单层柱面网壳,利用大型通用有限元分析程序ANSYS对其进行风振响应时程分析。从内力和位移的角度,考虑风荷载对大跨单层柱面网壳结构的影响。将等效静力法和时程分析法进行对比分析,并依据位移风振系数和内力风振系数的概念,输入实测脉动风速和模拟脉动风速,初步探讨了对于此类柱面网壳结构风振系数的取值。绘制出网壳结构节点的位移时程曲线和内力时程曲线。最后考虑几何非线性对结构风振的影响。计算结果表明:风荷载中的脉动部分不容忽视,在风荷载的作用下,采用等效静力的分析方法考虑脉动效应,有一定的局限性,通过计算在平均风作用下结构的位移,单元内力和脉动风作用下结构的位移,单元内力初步探讨了风振系数的取值。建议根据结构的重要性,单层柱面网壳的风振系数取3.0~5.0较为合适。另外验证了风振奇点的概念,并给出了风振奇点的位置。指出考虑几何非线性时,结构的风振响应要比线性的结果大一些。本文为网壳结构抗风设计提供了一定依据,对单层柱面网壳结构提出了研究中的不足之处和尚待解决的问题,指出了今后研究的方向和重点。
参考文献：
[1]. 双层网壳屋盖的风振响应和风振系数研究[D]. 周颖. 天津大学. 2004
[2]. 大跨空间结构风荷载数值模拟及风振系数分析[D]. 曾沁敏. 天津大学. 2005
[3]. 某大跨叁心圆柱面网壳结构设计及风荷载特性研究[D]. 段巍巍. 太原理工大学. 2012
[4]. 单层柱面网壳结构风荷载影响分析[D]. 刘学会. 河北农业大学. 2010