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大跨结构群屋盖表面风荷载特性及测点分区处理优化

叶烨  
【摘要】:近些年来,国内外各公共场所及体育中心广泛运用大跨度屋盖结构,这种结构质轻、阻尼小,处于湍流度大的低矮大气层中其风致振动较为明显,风灾事故常有发生,所以很多学者及设计人员对大跨度屋盖结构抗风做了很多的研究。但是对于多个大跨屋盖结构相互影响下的风压分布研究较少,且其中球饼状屋盖形状特殊,外观比较新颖时尚,其风压分布与其他类型屋盖也有稍许不同。鉴于这种多个大跨度屋盖结构的相互影响及球饼状屋盖结构的特殊性,其风压分布研究很有必要。 在给设计院提供结构风荷载时,如果按测点计算出来的等效风荷载进行设计相对比较精确,但是由于测点繁多,这样就给设计人员带来了很大的不便,输入荷载时比较麻烦。于是先对结构进行分区然后给出分区风荷载,这就能减少不少的工作量,但这其中我们要有一定的分区原则并注意分区后结构风荷载是否与按测点计算的风荷载等效。 给出结构分区平均风荷载后,可从各分区中选取一些代表点以代表这一分区的平均风压。如果按照传统排列组合的方法选取费时费力,引用一种可以大量减少试验次数的均匀设计方法后,让这一过程轻松很多。 本文以武汉理工大学体育中心为工程研究背景,此体育中心包含体育场、游泳馆和体育馆,对于该体育中心进行了刚性模型风洞试验,基于试验数据,从风压分布特性及体型系数入手,对群体大跨度屋盖结构的抗风分析与设计展开研究。并以体育场高屋盖为例,给出了屋盖分区原则及分区等效性评估,对比分区前后两种加载模式的应力状态;运用均匀设计法选取分区代表点,对比了按分区内所有测点平均与按代表点平均得到的风压及等效风荷载的差别;运用时程分析法分析了体育场高屋盖的风振响应,并与等效静力风荷载计算的结果进行了对比。


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