基于风压谱的屋盖主体抗风设计-科普

大跨度屋盖结构作为重要大型基础设施、文化体育场所,近年来在工程中的建造并不罕见。跨度越大,屋盖越趋于柔性,对风荷载越敏感,风荷载的确定也成为这类结构设计中的重点和难点。工程建造技术和结构设计理论往往是互相促进......查看详细>>

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悬挑屋盖广泛应用于体育场建筑、高铁站雨棚等开敞结构中(图1-2),对风荷载极为敏感。体育场看台挑篷的悬挑屋盖可以说是最早的大跨度屋盖结构抗风研究对象,始于二十世纪八十年代。最早的研究是为了探讨不同屋盖倾角及构造下......查看详细>>

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平屋盖也是一种常见的大跨度屋盖结构形式(图1-3),平屋盖风荷载特性的研究可以追溯到早期对于低矮房屋风荷载的研究[23]。Ginger 和 Letchford[24]指出,气流在这类结构在迎风边缘的分离是产生较大风吸力的原因。正面迎风时,气流在迎......查看详细>>

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柱面屋盖是一种常见的大跨度曲面屋盖形式(图1-4),早期对其风荷载的研究多集中在探讨雷诺数对平均风压的影响[48-50],这些研究主要针对半圆柱屋面,Li 等[51]、Ding 和 Tamura[52]分别研究了 1/3 和 1/5 矢跨比屋盖的风压分布特性。结果表......查看详细>>

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球面屋盖是另一种常见的大跨度曲面屋盖形式(图1-5),与柱面屋盖类似,球面屋盖的风荷载也与雷诺数有很大关联。一些国外学者早年对半球面的研究表明[62-64],半球面屋盖上平均风荷载随着来流湍流度的增加,随雷诺数变化趋于平稳。......查看详细>>

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鞍形屋盖是一种负高斯曲率的大跨度屋盖形式(图1-6),由于这种屋盖形状较为复杂其风荷载特性的研究起步较晚。最为典型的是菱形平面的鞍形屋盖,最近的一些针对菱形平面鞍形屋盖流场的研究[75-77]表明,这类屋盖的特征湍流主要表......查看详细>>

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Kawai[98]通过气弹模型风洞试验发现,针对悬挑屋盖,看台的干扰能够有效避免气动负阻尼的出现,说明采用刚性模型测压试验进行风振响应计算是安全可靠的。结合大跨度屋盖结构的性质,认为除膜结构外,多数网架、网壳甚至索网屋盖结......查看详细>>

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在等效静风荷载方面,早期针对高层结构提出的阵风响应包络法(GRF)[6,107]仅针对结构的单个等效目标,如顶点位移或基底弯矩。最初 GRF法仅适用于顺风向响应,对于平均值较小的横风向及扭转响应,一些学者[108-109]提出了相应的改进措施......查看详细>>

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对于悬挑屋盖,尤其是体育场屋盖结构的风振响应,Hansen[137]对刚性模型测压时程数据积分得到模态力谱,采用随机振动频域分析计算了某体育场挑篷的风振响应,发现阵风荷载因子在 1.5～1.7 之间。Letchford 和 Killen[15-16]通过对时程数据协......查看详细>>

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综合前文的分析,大跨度屋盖主体结构的抗风设计理论研究终极目标是集成风荷载特性、风振响应分析和等效静风荷载方面的研究,采用统一的理论和标准对不同屋盖进行抗风等级划分,形成一套完整的设计体系。为达成上述目标,陈波......查看详细>>

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