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大跨屋盖结构风荷载特性及其气动抗风措施的研究

傅继阳  
【摘要】: 随着建筑科技和施工工艺的逐渐进步,大量形式新颖的大型体育设施、会议展览馆等大跨度柔性结构不断涌现。这类结构的屋盖或看台挑蓬通常具有质量轻、柔性大、阻尼小、自振频率低等特点,且往往比较低矮,处于大气边界层中风速变化大、湍流度高的近地区域,对风荷载十分敏感,风荷载往往是此类结构设计的主要控制荷载。然而,对于大多数的屋盖结构,由于其自身结构和风荷载的复杂性,我国的有关荷载规范中并没有这方面的建议条文,因此对于大跨度屋盖结构风荷载特性的研究,已成为一项急需进行的重要课题。 本论文以一大跨悬挑平屋盖模型为对象进行了比较细致的风洞试验研究,分析了此类结构屋盖的平均局部体型系数和极值局部体型系数的分布特性;研究了均匀和B类两种不同流场对其风荷载分布特性的影响,结果显示结构在均匀流场和紊流的剪切流场所测得的平均和脉动风荷载特性有显著的差别。文中进一步测量并讨论分析了屋盖上典型测点脉动风压的频谱特性以及空间不同位置之间的相干特性。 在风荷载分布特性的分析方法方面,针对影响大跨屋盖结构风荷载分布特征的诸多复杂因素,并结合深圳会议展览中心风洞试验项目的研究,应用模糊神经网络方法,成功地预测了大跨屋盖结构的风压分布特性。研究结果表明,采用该方法可以综合考虑各种因素的影响,并十分有效、简捷地处理常规方法难以解决的问题。该方法的成功应用为结构风荷载特性分析引入了一种全新的分析手段。 最后针对悬挑屋面的特点和风压分布特性,提出了一种气动抗风措施,试验结果显示它可以有效削减屋盖风敏感处的风荷载值。


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