幾種常見形體大跨空間屋蓋風(fēng)場(chǎng)風(fēng)壓和等效靜風(fēng)荷載的數(shù)值模擬分析.pdf

1、大跨空間屋蓋以其造型豐富、材料節(jié)省、可利用空間大、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)備受青睞，在機(jī)場(chǎng)航站樓、展覽館、體育館、工業(yè)廠房等大型建筑中廣泛應(yīng)用。然而此類結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、跨度大、柔性大、自振頻率低，結(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)荷載敏感，風(fēng)荷載往往是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制荷載。風(fēng)荷載作為一種隨機(jī)動(dòng)力荷載，其作用下的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算涉及結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、隨機(jī)振動(dòng)、風(fēng)荷載特性以及風(fēng)與結(jié)構(gòu)耦合的相互作用。為了便于設(shè)計(jì)人員掌握風(fēng)荷載的設(shè)計(jì)方法，風(fēng)工程研究者提出等效靜風(fēng)荷載的概念（Equivale

2、nt Static Wind Load，ESWL）。本文從大跨空間結(jié)構(gòu)工程抗風(fēng)問題出發(fā)，闡述了大跨空間結(jié)構(gòu)風(fēng)壓風(fēng)場(chǎng)數(shù)值模擬方法，以架空碟形空間結(jié)構(gòu)為例，分析了風(fēng)向角、支撐柱高度、上下碟面矢跨比對(duì)碟形空間結(jié)構(gòu)風(fēng)壓分布及風(fēng)致合力的影響；針對(duì)大跨拱形屋蓋、大跨多折面形屋蓋，分析了屋蓋風(fēng)壓分布規(guī)律；利用MATLAB自編程序?qū)崿F(xiàn)了基于諧波疊加法的風(fēng)速時(shí)程數(shù)值模擬，以此為數(shù)值風(fēng)洞入口邊界條件，基于 FLUENT軟件平臺(tái)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)分析，獲得結(jié)構(gòu)

3、動(dòng)力時(shí)程風(fēng)荷載；利用ANSYS軟件建立結(jié)構(gòu)有限元模型，結(jié)合有限元?jiǎng)恿r(shí)程分析法，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)振響應(yīng)分析；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合結(jié)構(gòu)特定時(shí)刻的瞬時(shí)風(fēng)壓分布，得到單目標(biāo)等效靜風(fēng)荷載；給出了多目標(biāo)等效靜風(fēng)荷載加權(quán)組合系數(shù)的定義，基于荷載響應(yīng)相關(guān)系數(shù)對(duì)單目標(biāo)等效靜風(fēng)荷載進(jìn)行組合，獲得了多目標(biāo)等效靜風(fēng)荷載；以大跨開敞式拱形屋蓋結(jié)構(gòu)和多折面形屋蓋結(jié)構(gòu)實(shí)際工程為例，計(jì)算獲得多目標(biāo)等效靜風(fēng)荷載分布，并與動(dòng)力時(shí)程分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了本文多目標(biāo)等效靜風(fēng)荷載方