高低跨柱面屋盖结构的风荷载特性及风压分区研究
发布时间：2023-01-15 16:02
随着我国电力、化工和煤炭等领域快速的发展及国家对环保要求的提高,大容量干煤棚或全封闭的贮煤场已经成为必备品。高低跨柱面屋盖结构因能满足堆取料机运行空间大且单位面积造价相对较低,一直是设计应用的首选。但由于跨度和长度受到限制,单个建筑结构容量在一定的范围内,不能满足大机组、大煤场的堆煤容量要求,因而通常采用两个乃至多个单体干煤棚连续布置方案来解决。目前针对柱面屋盖抗风研究成果主要集中在单跨和等高双跨柱面屋盖方面,在现有对高低跨柱面屋盖风荷载研究较少的情况下,以其为研究对象显然是有必要的。本文现采用风洞试验方法对高低跨柱面屋盖风荷载特性进行探究,同时为了更加精确进行屋盖区域的抗风设计,本文采用了数值模拟计算方法对屋盖结构的内压进行了研究,并使用K-means聚类算法和SD有效性指标结合的方法对屋盖风压进行分区,主要内容有以下几方面:（1）采用风洞试验方法对柱面屋盖结构表面的平均风压、脉动风压及全风向角下极值进行试验研究,并与单跨和等高双跨柱面屋盖表面各风压趋势进行对比分析。对于高低跨柱面屋盖结构,发现其高跨部分与低跨部分相互之间有着显著的影响,而且在高低跨屋盖交界处会有往复出现的正压区域,...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 风致效应与研究手段
1.2.1 风对柱面屋盖的影响与破坏
1.2.2 结构风荷载的研究手段
1.3 国内外研究现状
1.3.1 风致内压研究现状
1.3.2 风压分区研究现状
1.4 现有研究存在的不足
1.5 研究目的与本文主要工作
2 高低跨柱面屋盖风压分布特性研究
2.1 风洞试验在大跨屋盖围护结构设计中的应用
2.2 风洞试验简介
2.2.1 风洞试验设备
2.2.2 结构模型设计
2.2.3 测点布置
2.2.4 试验设计参数
2.3 结构表面风压特性分析与研究
2.3.1 风压系数与极值风压系数
2.3.2 平均风压系数分布
2.3.3 脉动风压系数分布
2.3.4 极值风压系数分布
2.3.5 高低跨与等高双跨柱面屋盖风压特性对比
2.4 本章小结
3 高低跨柱面屋盖表面的内压研究
3.1 端部封闭与开口屋盖风荷载特性对比
3.1.1 屋盖风压对比
3.1.2 测点风压线对比
3.2 柱面屋盖结构风压的数值模拟
3.2.1 FLUENT软件简介及结构组成
3.2.2 求解步骤与边界条件
3.2.3 计算参数
3.2.4 数值模拟与风洞试验结果对比
3.3 本章小结
4 基于K-means聚类算法的风压分区研究
4.1 K-means聚类算法
4.2 K值与SD有效性指标
4.2.1 聚类数取值范围的确定
4.2.2 SD有效性指标
4.2.3 通过SD指标计算的方法步骤
4.3 改进K-means聚类算法与风压分区结合的探究
4.3.1 各类风向角下SD有效性指标计算
4.3.2 高低跨柱面屋盖分区风压系数
4.3.3 与规范中柱面屋盖风荷载分区对比分析
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]高低跨柱面屋盖的风荷载特性研究[J]. 单文姗,张建,李波,杨光,程孝远,杨庆山. 建筑结构学报. 2018(S1)
[2]大尺度平屋盖聚类最优风压分区研究[J]. 李丹煜,杨庆山,田玉基. 建筑结构学报. 2013(09)
[3]大跨度平屋盖表面风荷载体型系数研究[J]. 董欣,叶继红. 土木工程学报. 2012(04)
[4]基于风洞试验成果的大跨度网壳结构优化[J]. 齐月芹,张婷,徐步青. 空间结构. 2011(02)
[5]干煤棚柱面网壳结构风荷载试验研究[J]. 黄鹏,顾明,叶孟洋. 建筑结构. 2011(S1)
[6]大型双曲冷却塔表面脉动风压随机特性——风压极值探讨[J]. 柯世堂,赵林,葛耀君. 实验流体力学. 2010(04)
[7]一种进行K-Means聚类的有效方法[J]. 黄震华,向阳,张波,王栋,刘啸岭. 模式识别与人工智能. 2010(04)
[8]不同风场下开、闭鞍型屋盖脉动风压特性分析[J]. 顾明,李方慧,潘钧俊,张爱社. 同济大学学报(自然科学版). 2010(07)
[9]开敞式拱形波纹钢屋盖的风压分布及体型系数研究[J]. 贾永新,张勇,李斌. 建筑结构学报. 2010(S2)
[10]大跨度空间结构典型形体风压分布风洞试验研究现状[J]. 李元齐,胡渭雄,王磊. 空气动力学学报. 2010(01)
博士论文
[1]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
[2]大跨屋盖结构风荷载特性研究[D]. 孙瑛.哈尔滨工业大学 2007
[3]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
本文编号：3731224
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 风致效应与研究手段
1.2.1 风对柱面屋盖的影响与破坏
1.2.2 结构风荷载的研究手段
1.3 国内外研究现状
1.3.1 风致内压研究现状
1.3.2 风压分区研究现状
1.4 现有研究存在的不足
1.5 研究目的与本文主要工作
2 高低跨柱面屋盖风压分布特性研究
2.1 风洞试验在大跨屋盖围护结构设计中的应用
2.2 风洞试验简介
2.2.1 风洞试验设备
2.2.2 结构模型设计
2.2.3 测点布置
2.2.4 试验设计参数
2.3 结构表面风压特性分析与研究
2.3.1 风压系数与极值风压系数
2.3.2 平均风压系数分布
2.3.3 脉动风压系数分布
2.3.4 极值风压系数分布
2.3.5 高低跨与等高双跨柱面屋盖风压特性对比
2.4 本章小结
3 高低跨柱面屋盖表面的内压研究
3.1 端部封闭与开口屋盖风荷载特性对比
3.1.1 屋盖风压对比
3.1.2 测点风压线对比
3.2 柱面屋盖结构风压的数值模拟
3.2.1 FLUENT软件简介及结构组成
3.2.2 求解步骤与边界条件
3.2.3 计算参数
3.2.4 数值模拟与风洞试验结果对比
3.3 本章小结
4 基于K-means聚类算法的风压分区研究
4.1 K-means聚类算法
4.2 K值与SD有效性指标
4.2.1 聚类数取值范围的确定
4.2.2 SD有效性指标
4.2.3 通过SD指标计算的方法步骤
4.3 改进K-means聚类算法与风压分区结合的探究
4.3.1 各类风向角下SD有效性指标计算
4.3.2 高低跨柱面屋盖分区风压系数
4.3.3 与规范中柱面屋盖风荷载分区对比分析
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]高低跨柱面屋盖的风荷载特性研究[J]. 单文姗,张建,李波,杨光,程孝远,杨庆山. 建筑结构学报. 2018(S1)
[2]大尺度平屋盖聚类最优风压分区研究[J]. 李丹煜,杨庆山,田玉基. 建筑结构学报. 2013(09)
[3]大跨度平屋盖表面风荷载体型系数研究[J]. 董欣,叶继红. 土木工程学报. 2012(04)
[4]基于风洞试验成果的大跨度网壳结构优化[J]. 齐月芹,张婷,徐步青. 空间结构. 2011(02)
[5]干煤棚柱面网壳结构风荷载试验研究[J]. 黄鹏,顾明,叶孟洋. 建筑结构. 2011(S1)
[6]大型双曲冷却塔表面脉动风压随机特性——风压极值探讨[J]. 柯世堂,赵林,葛耀君. 实验流体力学. 2010(04)
[7]一种进行K-Means聚类的有效方法[J]. 黄震华,向阳,张波,王栋,刘啸岭. 模式识别与人工智能. 2010(04)
[8]不同风场下开、闭鞍型屋盖脉动风压特性分析[J]. 顾明,李方慧,潘钧俊,张爱社. 同济大学学报(自然科学版). 2010(07)
[9]开敞式拱形波纹钢屋盖的风压分布及体型系数研究[J]. 贾永新,张勇,李斌. 建筑结构学报. 2010(S2)
[10]大跨度空间结构典型形体风压分布风洞试验研究现状[J]. 李元齐,胡渭雄,王磊. 空气动力学学报. 2010(01)
博士论文
[1]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
[2]大跨屋盖结构风荷载特性研究[D]. 孙瑛.哈尔滨工业大学 2007
[3]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
本文编号：3731224
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/3731224.html
