基于恢复力原理的大跨度屋盖结构等效静力风荷载
发布时间：2021-03-17 18:13
大跨度屋盖结构以其新颖优美的造型、内部大空间等优点被广泛应用于各类公共建筑,然而日益增长的需求使大跨度屋盖结构不断朝长大化、轻量化方向发展,进一步加大了其风荷载敏感性。另外,鉴于大跨度屋盖结构风致响应的复杂性,单目标的等效静力风荷载往往难以兼顾多个控制响应目标。针对上述问题,本文结合目前大跨度屋盖结构抗风研究现状,主要完成了以下几方面的工作:（1）以厦门奥林匹克网球中心主网球场工程为背景,介绍了刚性模型同步测压风洞试验。根据试验所得的平均风压系数可以推测,大跨度屋盖结构表面风荷载的分布以吸力为主。而由于流动分离现象的存在,风荷载最不利分布往往出现在屋盖边缘或转角等几何突变处,在结构设计中应对此予以重视。（2）通过理论推导和算例分析,从时域和频域两个角度阐述并比较了现阶段常用的几种风致响应计算方法。分析结果表明,由于大跨度屋盖结构模态分布密集,不仅所需的参振模态数较多,且忽略各模态间的交叉项也会造成较大的计算偏差。此外,还可通过选取风振分析参数（如阻尼比）的数值来调整结构响应中背景分量与共振分量的分布情况,使之与结构抗风类型相适应。（3）针对当前大跨度屋盖结构等效静力风荷研究中存在的问题...
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－４结构抗风研宄理论框架??
频域分析法根据随机振动理论，通过引入传递函数，在频域内建立起荷载功??率谱与响应功率谱的联系，并对响应谱在频域上进行积分以获得对应的响应根方??差（图１－５）。相比时域分析，该方法计算简便、高效，具有清晰的物理概念，且??计算结果在统计意义上与时域法一致。??风力时程?响应时程??Ｐ⑴个?个???＞??＞??ｆ?ｔ??脉动风力谱?响应谱??”?力学传递??ａ?卜??Ｉｎ?ｎ?Ｉｎｎ??图１－５频域分析法的基本思想１３７１??目前较常用的是基于模态分解的频域分析方法，如模态位移法，模态加速度??法等。其基本思想是通过模态分解将结构的响应表示成各模态响应的加权和??［３１］［３２］。基于模态分解的频域分析主要有两种思路：一是选取适当参振模态，运??用随机振动理论直接求解。根据是否忽略模态交叉项，又可分为ＣＱＣ法和ＳＲＳＳ??法。二是将脉动风响应分解为背景分量和共振分量依次计算，此思路有利于对风??荷载的作用本质进行深入分析，在国内外的风工程研宄中有着广泛应用［３３］。??由于模态分解采用了叠加原理，故仅能用于线性或弱非线性体系的风振分析。??７??
频域分析法根据随机振动理论，通过引入传递函数，在频域内建立起荷载功??率谱与响应功率谱的联系，并对响应谱在频域上进行积分以获得对应的响应根方??差（图１－５）。相比时域分析，该方法计算简便、高效，具有清晰的物理概念，且??计算结果在统计意义上与时域法一致。??风力时程?响应时程??Ｐ⑴个?个???＞??＞??ｆ?ｔ??脉动风力谱?响应谱??”?力学传递??ａ?卜??Ｉｎ?ｎ?Ｉｎｎ??图１－５频域分析法的基本思想１３７１??目前较常用的是基于模态分解的频域分析方法，如模态位移法，模态加速度??法等。其基本思想是通过模态分解将结构的响应表示成各模态响应的加权和??［３１］［３２］。基于模态分解的频域分析主要有两种思路：一是选取适当参振模态，运??用随机振动理论直接求解。根据是否忽略模态交叉项，又可分为ＣＱＣ法和ＳＲＳＳ??法。二是将脉动风响应分解为背景分量和共振分量依次计算，此思路有利于对风??荷载的作用本质进行深入分析，在国内外的风工程研宄中有着广泛应用［３３］。??由于模态分解采用了叠加原理，故仅能用于线性或弱非线性体系的风振分析。??７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]二维矩形截面柱体气动力系数雷诺数效应[J]. 王新荣,顾明,全涌. 同济大学学报(自然科学版). 2015(04)
[2]均匀风场中矩形高层建筑脉动风力阻塞效应试验研究[J]. 顾明,黄剑. 建筑结构学报. 2014(10)
[3]大跨屋盖时域多目标等效静力风荷载计算方法[J]. 罗楠,廖海黎,李明水. 工程力学. 2013(04)
[4]大跨空间结构发展与对策[J]. 常海山. 建材世界. 2012(02)
[5]大跨屋盖结构抗风类型划分方法及应用[J]. 陈波,杨庆山,武岳. 北京交通大学学报. 2011(04)
[6]低矮房屋标准模型的风洞试验研究[J]. 谢壮宁,刘帅,石碧青. 华南理工大学学报(自然科学版). 2011(06)
[7]大跨屋盖结构多目标等效静风荷载分析方法[J]. 吴迪,武岳,张建胜. 建筑结构学报. 2011(04)
[8]从首都机场T3航站楼部分屋面被风揭看屋面抗风揭试验的重要性[J]. 朱志远. 中国建筑防水. 2011(03)
[9]加权约束最小二乘法计算等效静力风荷载[J]. 周晅毅,顾明,李刚. 同济大学学报(自然科学版). 2010(10)
[10]台风“黑格比”对城市建筑物破坏调查与成因分析[J]. 宋芳芳,欧进萍. 自然灾害学报. 2010(04)
博士论文
[1]超高层建筑结构风效应的现场实测与风洞试验研究[D]. 徐安.华南理工大学 2016
[2]沿海地区高层建筑抗风现场实测研究[D]. 罗叠峰.湖南大学 2015
[3]大跨屋盖结构风致振动分析及等效静力风荷载研究[D]. 罗楠.西南交通大学 2012
[4]大跨屋盖结构风效应不确定性及抗风设计方法研究[D]. 吴迪.哈尔滨工业大学 2012
[5]大跨结构风效应的现场实测和风洞试验及理论分析研究[D]. 陈伏彬.湖南大学 2011
[6]大跨屋盖结构风振响应和等效静力风荷载关键性问题研究[D]. 李玉学.北京交通大学 2010
[7]大跨度屋盖结构随机风致振动响应精细化研究[D]. 潘峰.浙江大学 2008
[8]复杂大跨度屋盖结构的风荷载特性及抗风设计研究[D]. 方江生.同济大学 2007
[9]大跨度屋盖结构风致响应和等效风荷载的理论研究及应用[D]. 陈贤川.浙江大学 2005
[10]大跨屋面风荷载及其风振响应研究[D]. 吴太成.西南交通大学 2005
硕士论文
[1]高层建筑风效应风洞实验研究[D]. 周亚萍.湖南大学 2016
[2]大跨屋盖结构风振响应与等效静力风荷载研究[D]. 丁巍.西南交通大学 2015
[3]模态加速度法在大跨屋盖风荷载及其动态响应中的应用[D]. 方勇.汕头大学 2003
本文编号：3087499
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－４结构抗风研宄理论框架??
频域分析法根据随机振动理论，通过引入传递函数，在频域内建立起荷载功??率谱与响应功率谱的联系，并对响应谱在频域上进行积分以获得对应的响应根方??差（图１－５）。相比时域分析，该方法计算简便、高效，具有清晰的物理概念，且??计算结果在统计意义上与时域法一致。??风力时程?响应时程??Ｐ⑴个?个???＞??＞??ｆ?ｔ??脉动风力谱?响应谱??”?力学传递??ａ?卜??Ｉｎ?ｎ?Ｉｎｎ??图１－５频域分析法的基本思想１３７１??目前较常用的是基于模态分解的频域分析方法，如模态位移法，模态加速度??法等。其基本思想是通过模态分解将结构的响应表示成各模态响应的加权和??［３１］［３２］。基于模态分解的频域分析主要有两种思路：一是选取适当参振模态，运??用随机振动理论直接求解。根据是否忽略模态交叉项，又可分为ＣＱＣ法和ＳＲＳＳ??法。二是将脉动风响应分解为背景分量和共振分量依次计算，此思路有利于对风??荷载的作用本质进行深入分析，在国内外的风工程研宄中有着广泛应用［３３］。??由于模态分解采用了叠加原理，故仅能用于线性或弱非线性体系的风振分析。??７??
频域分析法根据随机振动理论，通过引入传递函数，在频域内建立起荷载功??率谱与响应功率谱的联系，并对响应谱在频域上进行积分以获得对应的响应根方??差（图１－５）。相比时域分析，该方法计算简便、高效，具有清晰的物理概念，且??计算结果在统计意义上与时域法一致。??风力时程?响应时程??Ｐ⑴个?个???＞??＞??ｆ?ｔ??脉动风力谱?响应谱??”?力学传递??ａ?卜??Ｉｎ?ｎ?Ｉｎｎ??图１－５频域分析法的基本思想１３７１??目前较常用的是基于模态分解的频域分析方法，如模态位移法，模态加速度??法等。其基本思想是通过模态分解将结构的响应表示成各模态响应的加权和??［３１］［３２］。基于模态分解的频域分析主要有两种思路：一是选取适当参振模态，运??用随机振动理论直接求解。根据是否忽略模态交叉项，又可分为ＣＱＣ法和ＳＲＳＳ??法。二是将脉动风响应分解为背景分量和共振分量依次计算，此思路有利于对风??荷载的作用本质进行深入分析，在国内外的风工程研宄中有着广泛应用［３３］。??由于模态分解采用了叠加原理，故仅能用于线性或弱非线性体系的风振分析。??７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]二维矩形截面柱体气动力系数雷诺数效应[J]. 王新荣,顾明,全涌. 同济大学学报(自然科学版). 2015(04)
[2]均匀风场中矩形高层建筑脉动风力阻塞效应试验研究[J]. 顾明,黄剑. 建筑结构学报. 2014(10)
[3]大跨屋盖时域多目标等效静力风荷载计算方法[J]. 罗楠,廖海黎,李明水. 工程力学. 2013(04)
[4]大跨空间结构发展与对策[J]. 常海山. 建材世界. 2012(02)
[5]大跨屋盖结构抗风类型划分方法及应用[J]. 陈波,杨庆山,武岳. 北京交通大学学报. 2011(04)
[6]低矮房屋标准模型的风洞试验研究[J]. 谢壮宁,刘帅,石碧青. 华南理工大学学报(自然科学版). 2011(06)
[7]大跨屋盖结构多目标等效静风荷载分析方法[J]. 吴迪,武岳,张建胜. 建筑结构学报. 2011(04)
[8]从首都机场T3航站楼部分屋面被风揭看屋面抗风揭试验的重要性[J]. 朱志远. 中国建筑防水. 2011(03)
[9]加权约束最小二乘法计算等效静力风荷载[J]. 周晅毅,顾明,李刚. 同济大学学报(自然科学版). 2010(10)
[10]台风“黑格比”对城市建筑物破坏调查与成因分析[J]. 宋芳芳,欧进萍. 自然灾害学报. 2010(04)
博士论文
[1]超高层建筑结构风效应的现场实测与风洞试验研究[D]. 徐安.华南理工大学 2016
[2]沿海地区高层建筑抗风现场实测研究[D]. 罗叠峰.湖南大学 2015
[3]大跨屋盖结构风致振动分析及等效静力风荷载研究[D]. 罗楠.西南交通大学 2012
[4]大跨屋盖结构风效应不确定性及抗风设计方法研究[D]. 吴迪.哈尔滨工业大学 2012
[5]大跨结构风效应的现场实测和风洞试验及理论分析研究[D]. 陈伏彬.湖南大学 2011
[6]大跨屋盖结构风振响应和等效静力风荷载关键性问题研究[D]. 李玉学.北京交通大学 2010
[7]大跨度屋盖结构随机风致振动响应精细化研究[D]. 潘峰.浙江大学 2008
[8]复杂大跨度屋盖结构的风荷载特性及抗风设计研究[D]. 方江生.同济大学 2007
[9]大跨度屋盖结构风致响应和等效风荷载的理论研究及应用[D]. 陈贤川.浙江大学 2005
[10]大跨屋面风荷载及其风振响应研究[D]. 吴太成.西南交通大学 2005
硕士论文
[1]高层建筑风效应风洞实验研究[D]. 周亚萍.湖南大学 2016
[2]大跨屋盖结构风振响应与等效静力风荷载研究[D]. 丁巍.西南交通大学 2015
[3]模态加速度法在大跨屋盖风荷载及其动态响应中的应用[D]. 方勇.汕头大学 2003
本文编号：3087499
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