龍卷風(fēng)作用下空間管桁架的動(dòng)力響應(yīng)分析.pdf

1、全球因風(fēng)所造成的災(zāi)害和損失日益嚴(yán)重。據(jù)國內(nèi)外統(tǒng)計(jì)資料表明,在所有自然災(zāi)害中,因風(fēng)所造成的災(zāi)害和損失居各種災(zāi)害之首。對于跨度大,柔性大,自重輕的桁架建筑,風(fēng)荷載往往是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常的重要因素。許多研究者對臺(tái)風(fēng)、暴流等極端風(fēng)進(jìn)行了大量的分析,而對于龍卷風(fēng)這方面的研究還甚為缺乏。我國現(xiàn)階段建筑設(shè)計(jì)規(guī)范在龍卷風(fēng)對桁架結(jié)構(gòu)的影響方面沒有給出具體的要求和方法,缺乏指導(dǎo)性和可操作性。因此,研究龍卷風(fēng)對桁架結(jié)構(gòu)的影響顯得至關(guān)重要。
　　 本文首先

2、探討了管桁架結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析方法及龍卷風(fēng)模型,然后以某一桁架結(jié)構(gòu)的體育館為工程實(shí)例,對空間管桁架在龍卷風(fēng)作用下的動(dòng)力性能進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容包括以下幾方面:
　　 1、龍卷風(fēng)模型與荷載計(jì)算方法的建立。采用Win給出的三維風(fēng)場模型描述龍卷風(fēng)的風(fēng)速場,并嘗試從柱面坐標(biāo)下的流體力學(xué)控制方程組出發(fā),完善了三維風(fēng)場模型對氣壓場的描述;分析了龍卷風(fēng)作用建筑物的方式,并作出假設(shè),考慮了龍卷風(fēng)豎向風(fēng)的作用,給出了龍卷風(fēng)作用于桁架桿和桁架建筑物的荷

3、載的計(jì)算方法。
　　 2、桁架模型與作用過程的分析。采用ANSYS分析軟件,建立有限元模型。然后根據(jù)龍卷風(fēng)風(fēng)速場計(jì)算公式得到的風(fēng)速時(shí)程曲線和壓力場公式得到的氣壓降,推出各點(diǎn)的龍卷風(fēng)荷載時(shí)程?？紤]龍卷風(fēng)作用方向和作用結(jié)構(gòu)不同的情況下,將龍卷風(fēng)荷載時(shí)程作用于結(jié)構(gòu)模型,通過時(shí)程分析方法得到結(jié)構(gòu)的位移與應(yīng)力響應(yīng)。
　　 3、本文選取了單榀管桁架進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分析,分別分析了龍卷風(fēng)作用于桁架桿系和桁架建筑物的動(dòng)力響應(yīng)。根據(jù)節(jié)點(diǎn)位移歷程