柱面網(wǎng)殼風荷載特性及風振響應(yīng)分析.pdf

1、近年來，隨著建筑技術(shù)和建筑材料的發(fā)展，越來越多的建筑結(jié)構(gòu)形式出現(xiàn)在人們眼前，其中最受歡迎的一類結(jié)構(gòu)就是大跨度空間結(jié)構(gòu)。這類結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕，柔度大，阻尼小，自振頻率低等特點，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于體育館，機場，火車站，以及大劇院等各類公共建筑中。然而，在我們的建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中，這方面的資料卻不全，無法為大跨度空間結(jié)構(gòu)設(shè)計提供合理的依據(jù)。本文以大跨度柱面網(wǎng)殼為例，系統(tǒng)和深入地研究了柱面網(wǎng)殼的風荷載特性和風振響應(yīng)規(guī)律。
　　本文基于剛性

2、模型風洞測壓實驗，對不同的矢跨比及不同風向角下的柱面網(wǎng)殼的風荷載特性進行了比較詳細的研究，包括：平均風壓分布特性、脈動風壓分布特性、脈動風壓的非高斯特性、以及脈動風壓的頻譜特性。通過對比建立了適合柱面網(wǎng)殼的兩類風壓譜模型，最后使用ANSYS APDL語言對柱面屋蓋進行了模態(tài)分析和時程分析。本文主要從以下幾個方面來展開研究：
　　1.分別對矢跨比為1/2、1/3、1/6的柱面網(wǎng)殼進行了剛性模型風洞實驗，每隔15度進行測壓，共測量了7

3、個風向角。
　　2.對風洞實驗得到的風壓結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理，分析了各類柱面網(wǎng)殼的風壓分布特性，探討了矢跨比以及風向角的變化對風壓分布的影響，計算了屋蓋上典型測點的局部體型系數(shù)，對比并修正了規(guī)范中的局部體型系數(shù)。
　　3.探討了非高斯特性的產(chǎn)生原因，結(jié)合高階統(tǒng)計量矩法和累計概率密度曲線重新擬定了柱面網(wǎng)殼高斯與非高斯區(qū)域的劃分標準，并對柱面網(wǎng)殼高斯與非高斯區(qū)域進行了合理的劃分。
　　4.根據(jù)來流在不同柱面網(wǎng)殼的分離和再附等特

4、征湍流現(xiàn)象對柱面網(wǎng)殼進行分區(qū)，并探討了在來流垂直于屋脊這一典型方向角下不同分區(qū)的自功率譜特性，建立了合適的風壓自譜模型。同時，分析了屋蓋拱向中心線上各個測點之間的空間相關(guān)性，擬合出相干函數(shù)模型，并在此基礎(chǔ)上建立了合理的風壓互譜模型。
　　5.結(jié)合POD本征正交分解技術(shù)與距離加權(quán)反比插值法對柱面網(wǎng)殼的已知測點進行風壓重構(gòu)，并對未知測點進行風壓預(yù)測。
　　6.通過ANSYS APDL語言對不同邊界約束條件下的柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進行模態(tài)