大跨度柱面屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性研究.pdf

1、作為一種典型的曲面屋蓋，柱面屋蓋由于其具有良好的氣動性能并且能提供優(yōu)美的建筑外形而越來越多的應(yīng)用到工程實踐，尤其是大跨空間結(jié)構(gòu)中。柱面屋蓋的風(fēng)荷載特性研究多針對一些典型工程進(jìn)行，規(guī)范資料也不全，無法為更為廣闊范圍內(nèi)的柱殼結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)，開展更為深入的研究具有一定的工程應(yīng)用價值和理論研究價值。
　　本文基于剛性模型風(fēng)洞測壓試驗，對不同矢跨比、不同高跨比及不同地貌上的柱面屋蓋表面的風(fēng)荷載特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究，包括：平均風(fēng)壓分布特性、脈

2、動風(fēng)壓分布特性，脈動風(fēng)壓的非高斯分布特性，風(fēng)壓自功率譜和互功率譜的研究，并在此基礎(chǔ)上建立了相關(guān)的描述模型。以上研究工作為該類建筑的主體結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載確定、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的極值風(fēng)壓確定、抗疲勞設(shè)計以及結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)分析提供依據(jù)，同時為進(jìn)一步完善大跨空間結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計理論墊定了基礎(chǔ)。本文主要內(nèi)容包括以下幾方面：
　　（1）進(jìn)行了系統(tǒng)的剛性模型測壓風(fēng)洞試驗，柱殼矢跨比為1/6、1/3及1/2，高跨比為1/10，1/5及1/2，地貌類型為A、B、C、

3、D四類，共計18種工況；
　?。?）基于以上風(fēng)洞試驗結(jié)果，首先分析了平均風(fēng)壓分布特性，探討了風(fēng)向角、矢跨比、高跨比以及地貌類型對平均風(fēng)壓分布的影響，確定了最不利風(fēng)向角，并給出典型風(fēng)向角（來流垂直于屋脊）下的局部體型系數(shù)與荷載規(guī)范進(jìn)行比較，建立了較為精確的平均風(fēng)壓計算模型，為工程設(shè)計提供參考。
　?。?）其次，對于脈動風(fēng)壓分布同樣探討了風(fēng)向角、建筑幾何參數(shù)和地貌類型對柱面屋蓋表面脈動風(fēng)壓的影響，并結(jié)合平均風(fēng)壓分布對柱面屋蓋表面

4、流場的分離和再附等特征湍流現(xiàn)象進(jìn)行了初步探討。同時分析了脈動風(fēng)壓的高階矩分布特性，給出劃分高斯/非高斯區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)。
　?。?）矢跨比是影響柱面屋蓋風(fēng)壓特性的主要因素，針對來流垂直于屋脊這一典型風(fēng)向，分別探討了大小矢跨比柱面屋蓋表面脈動風(fēng)壓的自功率譜特性，在分析風(fēng)壓譜特性的基礎(chǔ)上給出了自譜描述模型，同時考察不同矢跨比下柱面屋蓋沿跨向中軸線上各測點之間的的空間相關(guān)性，建立了柱面屋蓋上風(fēng)壓的互譜描述模型，為進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)分析，極值