文档介绍：大跨度空间结构风荷载数值模拟研究丁阳赵奕程一:引言风荷载是由于工程结构阻塞大气边界层气流的运动而引起。风绕建筑物的流动是湍流、分离流和三维化�饔玫奈��煌�6杂谖Ω私峁埂⒏卟憬ㄖ�龋�庑┙峁勾蠖嗫杉蚧�R晃�咝允芰μ逑怠6杂�第五届全国现代结构工程学术研讨会风荷载是大跨度空间结构设计、防灾减灾分析的控制荷载之一。然而,长期以来我国关于空间结构的理论研究的内容主要侧重于静力作用下结构的形状和分析方法,对空间结构在风荷载作用下的反应研究较少,在结构设计时使用的风振系数主要是从对高层和高耸结构的研究中获得的。其中某些结论仅适用于高层和高耸结构,有些和空间结构的风振作用甚至是矛盾的。为了能保证结构的安全性,设计人员不得不使用一个很保守的数值来定义风振系数,这在一定程度上限制了大跨度空间结构的发展,而且还为将来结构的安全埋下了隐患。目前,用数值模拟的风速时程曲线结合风洞实验获得的体型系数对大跨度空间结构进行分析已经成为了重要的分析手段之一。本文基于风速的特性,讨论和比较了风速时程的各种数值模拟方法,并对各种方法编写计算程序并给出算例。��大跨度空间结构风荷载特点风速观测记录表明瞬时风速包含两种成分:周期在��陨系钠骄�绾椭芷谠诩该胫拥穆龆�纭S�于受地表阻力等因素影响,风向与水平面有一夹角�话阍凇纋�7段��。表征风特性的参数有:平均风速剖面、紊流风速剖面、脉动风速谱、湍流积分强度等。边界层中运动的空气可视为低速、不可压缩流体,可根据伯努力方程由风速确定风压。实际工程中,平均风通常被视为大小和方向不随时间改变的恒量;脉动风速随时间不规则变化,可视为随机变量。流动,因而结构所受风荷载分别来自来流的脉动、分离的剪切层、再附着的尾流脉动等。此外,结构风致振动可能引起附加荷载¨��相对于高层、高耸建筑而言,大跨度空间结构风荷载的作用有以下特点��绾稍刈饔眯Ч�煌�6远唷⒏卟憬ㄖ��裕�捎诮峁共慵涓斩燃罢�甯斩染�艽螅�绾稍叵乱�般不存在局部稳定问题,局部效应不明显,只需研究强度及整体变形;对高耸结构,虽然层间刚度不弱,但整体刚度较小,在风荷载作用下,结构在顺风向及横风向的振动较为明显。但由于结构振动具有很明显的一维特性,其分析相对简单一些;对大跨网壳结构,结构整体刚度较弱,结构对风荷载在结构表面不同地方的分布情况是非常敏感的,有可能存在动力稳定问题;大跨度空同结构而言,风荷载的作用是三维的。��占湎喙匦缘目悸恰6愿卟恪⒏咚式ㄖ��裕�绾稍氐南喙匦灾豢悸茄亟ㄖ�锔叨认喙丶纯桑��对大跨度空间结构,由于结构三维尺寸接近,必须考虑三个方向的空间相关性。工业建筑��年增刊提要风荷载是大跨度空间结构设计、防灾减灾分析的控制荷载之一。为了研究风与大跨度空间结构间的相互作用,需要通过风洞试验、现场实测、数值模拟等方法获取详细可靠的风荷载数据。本文简要介绍了大气边界层风特性与风荷载作用特点,以及风速的两种主要数值模拟方法一谐波叠加法和线性滤波法的基本原理和实现过程,并且编写计算程序对某单层球壳作用的风速时程进行了数值模拟,根据计算结果比较了两种方法的精度、,��惴ǜ慕�男巢ǖ�臃ǜ�屎嫌诖罂缍瓤占浣峁狗绾稍氐哪D狻�关键词大跨度空间结构,风荷载,谐波叠加法,线性滤波法,数值模拟�旖虼笱Ыㄖ�こ萄г海�旖��、
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