空間結構“造型-減風壓”方法的探索.pdf

1、大跨度空間結構以強大的空間覆蓋能力、生動的造型表現(xiàn)能力以及靈活的內部空間布置能力而在各種場合得到了廣泛的應用。然而該種結構也有其先天的不足：質量輕、柔性大、阻尼小--并且還在向著更輕柔的方向發(fā)展，可以預料其風敏感性還將不斷增強--這使得風荷載對此類結構設計的主導影響日甚一日。學者和工程師們?yōu)榱藨獙Y構的風致破壞提出了很多種理論，并且在高聳結構和橋梁結構中取得了很好效果。但是迄今為止，對于大跨度空間結構的風振問題，我們缺少合理成熟的理論，

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)范來指導實際的工作。實際上，因為對風荷載特性認識的不充分而導致該種結構的圍護結構因風荷載破壞的事故時有發(fā)生。有鑒于此，本文以網殼為母本，改造其圍護結構的形狀，以期尋找一種方法來改善大跨度空間結構表面靜風壓力的分布。
　　 本研究主要內容包括：⑴應用有限元軟件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載體進行風場仿真，對文中將要采用的計

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