空間結(jié)構(gòu)“造型-減風(fēng)壓”方法的探索.pdf

1、大跨度空間結(jié)構(gòu)以強大的空間覆蓋能力、生動的造型表現(xiàn)能力以及靈活的內(nèi)部空間布置能力而在各種場合得到了廣泛的應(yīng)用。然而該種結(jié)構(gòu)也有其先天的不足：質(zhì)量輕、柔性大、阻尼小--并且還在向著更輕柔的方向發(fā)展，可以預(yù)料其風(fēng)敏感性還將不斷增強--這使得風(fēng)荷載對此類結(jié)構(gòu)設(shè)計的主導(dǎo)影響日甚一日。學(xué)者和工程師們?yōu)榱藨?yīng)對結(jié)構(gòu)的風(fēng)致破壞提出了很多種理論，并且在高聳結(jié)構(gòu)和橋梁結(jié)構(gòu)中取得了很好效果。但是迄今為止，對于大跨度空間結(jié)構(gòu)的風(fēng)振問題，我們?nèi)鄙俸侠沓墒斓睦碚摚?/p>

2、體現(xiàn)在工程中便是缺乏一套在理論上相對準確、在使用上較為簡單的規(guī)范來指導(dǎo)實際的工作。實際上，因為對風(fēng)荷載特性認識的不充分而導(dǎo)致該種結(jié)構(gòu)的圍護結(jié)構(gòu)因風(fēng)荷載破壞的事故時有發(fā)生。有鑒于此，本文以網(wǎng)殼為母本，改造其圍護結(jié)構(gòu)的形狀，以期尋找一種方法來改善大跨度空間結(jié)構(gòu)表面靜風(fēng)壓力的分布。
　　 本研究主要內(nèi)容包括：⑴應(yīng)用有限元軟件ANSYS-CFX，通過流-固單項耦合(FSI)，以簡單規(guī)則的幾何造型為承風(fēng)載體進行風(fēng)場仿真，對文中將要采用的計

3、算方法進行了可信度的評價。通過對比仿真結(jié)果與類似條件的風(fēng)洞試驗的結(jié)果，可以看出所采用的流體模型、邊界條件的設(shè)置都是合理的，ANSYS-CFX的仿真結(jié)果可用；⑵以肋環(huán)型球面網(wǎng)殼表面為風(fēng)場的部分邊界模擬風(fēng)場。通過12種不同的邊界初步探討了網(wǎng)殼圍護結(jié)構(gòu)幾何造型的不同對風(fēng)場風(fēng)速、風(fēng)場邊界靜風(fēng)壓力分布的影響。結(jié)果顯示，肋型改造和斜肋型改造較環(huán)形改造效果顯著；⑶將肋型改造應(yīng)用到施威德勒-肋環(huán)型單層球面網(wǎng)殼上、斜肋型改造應(yīng)用到凱威特(K6)型單層球面