空間結(jié)構(gòu)“造型-減風(fēng)壓”方法的探索.pdf

1、大跨度空間結(jié)構(gòu)以強(qiáng)大的空間覆蓋能力、生動(dòng)的造型表現(xiàn)能力以及靈活的內(nèi)部空間布置能力而在各種場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用。然而該種結(jié)構(gòu)也有其先天的不足：質(zhì)量輕、柔性大、阻尼小--并且還在向著更輕柔的方向發(fā)展，可以預(yù)料其風(fēng)敏感性還將不斷增強(qiáng)--這使得風(fēng)荷載對(duì)此類(lèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主導(dǎo)影響日甚一日。學(xué)者和工程師們?yōu)榱藨?yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的風(fēng)致破壞提出了很多種理論，并且在高聳結(jié)構(gòu)和橋梁結(jié)構(gòu)中取得了很好效果。但是迄今為止，對(duì)于大跨度空間結(jié)構(gòu)的風(fēng)振問(wèn)題，我們?nèi)鄙俸侠沓墒斓睦碚摚?/p>

2、體現(xiàn)在工程中便是缺乏一套在理論上相對(duì)準(zhǔn)確、在使用上較為簡(jiǎn)單的規(guī)范來(lái)指導(dǎo)實(shí)際的工作。實(shí)際上，因?yàn)閷?duì)風(fēng)荷載特性認(rèn)識(shí)的不充分而導(dǎo)致該種結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)因風(fēng)荷載破壞的事故時(shí)有發(fā)生。有鑒于此，本文以網(wǎng)殼為母本，改造其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的形狀，以期尋找一種方法來(lái)改善大跨度空間結(jié)構(gòu)表面靜風(fēng)壓力的分布。
　　 本研究主要內(nèi)容包括：⑴應(yīng)用有限元軟件ANSYS-CFX，通過(guò)流-固單項(xiàng)耦合(FSI)，以簡(jiǎn)單規(guī)則的幾何造型為承風(fēng)載體進(jìn)行風(fēng)場(chǎng)仿真，對(duì)文中將要采用的計(jì)

3、算方法進(jìn)行了可信度的評(píng)價(jià)。通過(guò)對(duì)比仿真結(jié)果與類(lèi)似條件的風(fēng)洞試驗(yàn)的結(jié)果，可以看出所采用的流體模型、邊界條件的設(shè)置都是合理的，ANSYS-CFX的仿真結(jié)果可用；⑵以肋環(huán)型球面網(wǎng)殼表面為風(fēng)場(chǎng)的部分邊界模擬風(fēng)場(chǎng)。通過(guò)12種不同的邊界初步探討了網(wǎng)殼圍護(hù)結(jié)構(gòu)幾何造型的不同對(duì)風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速、風(fēng)場(chǎng)邊界靜風(fēng)壓力分布的影響。結(jié)果顯示，肋型改造和斜肋型改造較環(huán)形改造效果顯著；⑶將肋型改造應(yīng)用到施威德勒-肋環(huán)型單層球面網(wǎng)殼上、斜肋型改造應(yīng)用到凱威特(K6)型單層球面