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单层球面网壳结构风荷载计算及风振系数影响分析

李颖  
【摘要】:网壳结构的风振影响的严重性、敏感性不亚于高层、高耸结构和大跨桥梁,往往成为结构设汁的控制荷载,并且风振响应的计算方法理沦性强,工作量大,在实际工程中的应用受到很大的限制,因此网壳结构的风荷载影响分折己成为亟待解决的问题。小文主要研究内容与成果如下: (1)分别对结构进行总风荷载作用下的时程分析和结构在平均风与脉动风荷载共同作用下的时程分析,并进行位移、轴力和风振系数的对比,结果表明纯脉运风荷载对结构风振响应的影响很大,在计算过程中不应该忽略: (2)分别考虑在结构所有节点均施加某一个相同的时程风倚载,和所有节点均施加各自的时程风荷载两种情况,研究这两种情况下结构的节点位移、单元内力和风振系数的变化规律,结果表明在结构模型上所有节点均施加某一个相同的节点风荷载,当该节点风荷载改变时,结构的风振响应变化不显著,但是在结构的啡个节点上施加各自的时程风荷载时结构的风振响应变化显著,此时风振响应最大: (3)研究了刚度和矢跨比对单层球面网壳结构风振系数的影响,结粜表明结构整体风振系数随着结构刚度和矢跨比的增大而减小,并且整体位移风振系数与结构矢跨比基本成线性关系:对于矢跨比为O.25的单层球面网壳结构,风振系数奇点多发生在边缘向内的第二圈节点和环向单元上,随着纬构欠跨比的改变风振奇点的位置也发生变化。去掉大于5的风振系数,统计出结构具有95%保证率的整体风振系数,当矢跨比为0.25时,结构的整体位移风振系数为4.5595,整体内力风振系数为4.2039。根据木文的分析,综合考虑矢跨比和刚度的影响,建议单层球面网壳的整体风振系数可偏安全地取为4.6。 本文为大跨度空问结构的抗风设计提供了一定依据,并计算了单层球面网壳结构的风振系数,提出了单层球面网壳结构风振响应分析中的不足之处和尚待解决的问题。


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