大跨度柱面屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性研究.pdf

1、作為一種典型的曲面屋蓋，柱面屋蓋由于其具有良好的氣動(dòng)性能并且能提供優(yōu)美的建筑外形而越來(lái)越多的應(yīng)用到工程實(shí)踐，尤其是大跨空間結(jié)構(gòu)中。柱面屋蓋的風(fēng)荷載特性研究多針對(duì)一些典型工程進(jìn)行，規(guī)范資料也不全，無(wú)法為更為廣闊范圍內(nèi)的柱殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，開(kāi)展更為深入的研究具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值和理論研究?jī)r(jià)值。
　　本文基于剛性模型風(fēng)洞測(cè)壓試驗(yàn)，對(duì)不同矢跨比、不同高跨比及不同地貌上的柱面屋蓋表面的風(fēng)荷載特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究，包括：平均風(fēng)壓分布特性、脈

2、動(dòng)風(fēng)壓分布特性，脈動(dòng)風(fēng)壓的非高斯分布特性，風(fēng)壓自功率譜和互功率譜的研究，并在此基礎(chǔ)上建立了相關(guān)的描述模型。以上研究工作為該類(lèi)建筑的主體結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載確定、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的極值風(fēng)壓確定、抗疲勞設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)分析提供依據(jù)，同時(shí)為進(jìn)一步完善大跨空間結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)理論墊定了基礎(chǔ)。本文主要內(nèi)容包括以下幾方面：
　?。?）進(jìn)行了系統(tǒng)的剛性模型測(cè)壓風(fēng)洞試驗(yàn)，柱殼矢跨比為1/6、1/3及1/2，高跨比為1/10，1/5及1/2，地貌類(lèi)型為A、B、C、

3、D四類(lèi)，共計(jì)18種工況；
　?。?）基于以上風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果，首先分析了平均風(fēng)壓分布特性，探討了風(fēng)向角、矢跨比、高跨比以及地貌類(lèi)型對(duì)平均風(fēng)壓分布的影響，確定了最不利風(fēng)向角，并給出典型風(fēng)向角（來(lái)流垂直于屋脊）下的局部體型系數(shù)與荷載規(guī)范進(jìn)行比較，建立了較為精確的平均風(fēng)壓計(jì)算模型，為工程設(shè)計(jì)提供參考。
　?。?）其次，對(duì)于脈動(dòng)風(fēng)壓分布同樣探討了風(fēng)向角、建筑幾何參數(shù)和地貌類(lèi)型對(duì)柱面屋蓋表面脈動(dòng)風(fēng)壓的影響，并結(jié)合平均風(fēng)壓分布對(duì)柱面屋蓋表面

4、流場(chǎng)的分離和再附等特征湍流現(xiàn)象進(jìn)行了初步探討。同時(shí)分析了脈動(dòng)風(fēng)壓的高階矩分布特性，給出劃分高斯/非高斯區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)。
　　（4）矢跨比是影響柱面屋蓋風(fēng)壓特性的主要因素，針對(duì)來(lái)流垂直于屋脊這一典型風(fēng)向，分別探討了大小矢跨比柱面屋蓋表面脈動(dòng)風(fēng)壓的自功率譜特性，在分析風(fēng)壓譜特性的基礎(chǔ)上給出了自譜描述模型，同時(shí)考察不同矢跨比下柱面屋蓋沿跨向中軸線(xiàn)上各測(cè)點(diǎn)之間的的空間相關(guān)性，建立了柱面屋蓋上風(fēng)壓的互譜描述模型，為進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)分析，極值