大跨度屋蓋結構的抗風研究——屋蓋結構的表面風壓、風致響應和等效風荷載研究.pdf

1、大跨度屋蓋結構由于具有優(yōu)美的外形和能提供盡可能大的無內柱空間等特點,近年來被廣泛地應用于機場、體育館等大型公共建筑中.隨著大跨度屋蓋結構向著長大化和輕質化方向發(fā)展,風荷載逐漸成為其主要的控制荷載.但是大跨度屋蓋結構的風荷載理論卻未能隨之發(fā)展而發(fā)展,各國規(guī)范中關于大跨度結構風振方面的內容幾乎是空白.該文提出建筑結構風致響應和等效風荷載的標準(standard)解法和模態(tài)(model)解法,并把這兩套方法應用于大跨度屋蓋結構中,同時對大跨度

2、屋蓋結構表面風壓的分布特征進行了分析.首先,對于大跨度屋蓋結構的表面風壓,該文提供了一套具體的分析思路,分四周封閉體型和整體敞開體型對大跨度屋蓋結構進行風洞試驗方法和風壓分布規(guī)律的分析,并討論了大跨度屋蓋結構的干擾效應和抑風措施.同時,該文首次提出建筑結構風致響應和等效風荷載的標準解法.對于風致響應的背景分量和共振分量,分別采用方差分析法和振動分析方法來求解;對于等效風荷載的背景分量和共振分量,分別采用LRC法和慣性力法來求解.求得各分

3、量后,按響應分配的原則獲得總的風致響應和等效風荷載.在大跨度屋蓋結構中應用標準解法時,分主次梁體系屋蓋和空間整體體系屋蓋進行討論.分析兩種體系屋蓋的常見實例,可以發(fā)現(xiàn)背景分量占主要地位,共振分量占較小的比例.再次,該文提出建筑結構風致響應和等效風荷載的模態(tài)解法,首次澄清了模態(tài)交叉項和非交叉項對于背景分量和共振分量的貢獻.將非交叉項的貢獻分為背景分量和共振分量,將交叉項的貢獻確定為背景分量,從而將模態(tài)交叉項和非交叉項的貢獻與背景分量、共振

4、分量確立起對應的關系.在主次梁體系屋蓋中應用模態(tài)解法時,對于風致響應,模態(tài)解法與標準解法得到的結果一致,但對不同的響應類型,模態(tài)解法須計算不同的模態(tài)階數(shù);對于等效風荷載,模態(tài)解法得到的結果是標準解法結果的逼近和近似,當模態(tài)解法采用的模態(tài)階數(shù)越高,兩種方法得到結果間的差異就越小.在空間整體體系屋蓋中應用模態(tài)解法時,對于風致響應,兩種方法的結果基本一致;對于等效風荷載,兩種方法得到的結果差異較大.最后,該文還提出求解背景響應等效風荷載的簡便