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弦支穹顶结构的风振响应分析

李娜  
【摘要】: 随着社会的发展,大跨度空间结构的应用日益增多,其类型也趋于多样化。由于空间结构跨度的增加和形状的不规则,导致此类建筑对风荷载非常敏感,风荷载,尤其是风荷载的脉动影响便成为大跨度空间结构设计的控制条件。弦支穹顶结构作为一种新型杂交空间结构体系日益受到关注和重视,但我国现有的设计规范对此类结构的风荷载设计并没有明确的规定,因此亟需提出一种实用而且科学的弦支穹顶结构风振响应分析方法。 本文系统地阐述了大跨度空间结构风荷载的特点以及风振响应计算的基本方法,介绍了常用的风速模拟方法。经比较,最终采用了由快速傅立叶变换算法改进的谐波叠加法编制了模拟风速的计算机程序。对天津保税区商务交流中心大堂屋盖进行了风荷载时程反应分析,并将所得的结果与同参数条件下的单层网壳结构进行了对比。采用节点位移风振系数衡量弦支穹顶结构的风振特性,对不同工况下的大跨度弦支穹顶结构进行了风振响应参数分析。为了考虑风与结构的耦合作用对结构风振的影响,本文采用了在运动方程中引入气动阻尼的方法计算风载。分析结果表明,流固耦合效应使得本文中两个弦支穹顶结构模型的位移风振系数最大值和平均值均有所减小。 通过算例分析,验证了本文中所采用的弦支穹顶结构风振响应分析方法的正确性,并计算出了不同工况下弦支穹顶结构的节点位移风振系数值,得出了一些有意义的结论,为该类弦支穹顶结构的实用抗风设计提供一定参考。


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