文档介绍：摘要山东大学硕士学位论文随着科学技术的发展和施工工艺的进步,大跨度屋盖结构由于具有优美的外形和能提供尽可能大的无内柱空间等特点,近年来被广泛地应用于机场、体育馆等大型公共建筑中。随着大跨度屋盖结构向着大型化和轻质化方向发展,风荷载逐渐成为其主要的控制荷载。但是大跨度屋盖结构的风荷载理论却未能随之发展,各国规范中关于大跨度结构风振方面的内容几乎是空白。因此深入研究大跨度屋盖结构的风荷载及风振响应具有极其重要的工程应用价值和学术研究意义。本文主要是基于通用有限元软件D獯罂缍任莞墙峁沟牧魈逡唤峁耦合作用风致动力响应。采用方法来描述结构动力学控制方程。假定流体为粘性不可压缩流体,采用椒ɡ疵枋隽魈辶鞫亩ρЭ刂方程。同时采用基于流动条件插值的三维单元的稳定有限元求解技术,来避免数值计算的不稳定性。所采用的湍流模型为大涡模拟。本文首先模拟了矢跨比分别是、、、的单层球面网壳和矢跨比分别是、、的单层柱面网壳。球面网壳的压力系数的趋势和数值与风洞试验的结果基本吻合。说明该方法可以很好的模拟该种结构的风振响应。同时发现入口风速对大跨单层网壳的位移风振系数和压力系数的影响不大。对济南火车站风雨篷进行流体一结构耦合作用风致动力响应数值模拟,模型采用实际尺度,并且分别建立了有广告牌和无广告牌的情况,以及刚性模型和气弹模型,获得了各种情况下的表面风压分布系数和风振系数。结果表明无广告牌的屋面风压系数明显比有广告牌的屋面风压系数大,可以看出广告牌对结构起到了一定的挡风作用,有效的减小屋面风压。并且将有广告牌的刚性模型与已有的风洞试验做出比较发现风向角度和仁笔的D夂头缍词匝榈慕峁趋势基本一致,数值模拟的曲线基本上在风洞试验结果的平均线上。群度的结果有一定的差距,可能是由于风洞试验考虑了周围建筑的影响而数值模拟没有考虑周边影响以及数值计算模型简化的结果。关键词:大跨度屋盖结构;流体一结构耦合作用;大涡模拟;风压分布系数;风振系数
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导师签名:刍燃日巡:竺兰论文作者签名:亟け期:盟盘论文作者签名:囡盥霞原创性声明关于学位论文使用授权的声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的印刷件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。C苈畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑期:日
第一章绪论山东大学硕士学位论文引言近年来,随着科技的发展,新颖的结构形式不断提出,各种轻质高强的新型建筑材料不断涌现,施工工艺也在不断的创新完善。与之相伴,各类大跨度屋盖结构不断出现在体育场馆、机场、文体活动中心和展览馆等大型公共建筑中。特别是近二三十年来,随着人们对建筑结构要求的不断提高以及新的施工技术的发展和电子计算机的应用,大跨空间结构在世界范围内特别是欧美发达国家获得了飞速的发展,建筑物的跨度与规模也越来越大,结构形式也愈加丰富多彩。为了满足现代建筑美学和使用功能的要求,大跨度屋盖结构日益增多,大跨空间结构成为衡量一个的重要标志,各国都十分重视大跨空间结构技术的研究。表是国内外一些著名大跨度屋盖结构的图片和工程概况。随着大跨屋盖结构的跨度增加,屋面材料也向着轻型材料发展,并且重量更轻、外形变化更多,而且此类结构往往比较低矮,在大气边界层中处于风速变化大,湍流度高的区域,再加上屋顶形状多不规则,其绕流和空气动力作用十分复杂,所以这种大跨屋盖结构对风荷载十分敏感,于是风荷载往往成为设计中的控制因素。作为城市标志和景观的现代大跨度公共建筑,其屋面一旦遭受破坏,影响极其深远。因此深入研究大跨度屋盖结构的风荷载及风振响应具有重要意义。在脉动风作用下,大跨度屋盖结构随机振动不仅影响结构的内力分布,更重要的是,将使结构产生动力失稳现象,从而极大的降低结构的极限承载力。大跨结构在风荷载作用下整体被破坏的例子并不多见,但其局部表面饰物脱落或屋面局部被掀开以致整个屋面遭受破坏的例子屡见不鲜。文献【恐刑岬揭蛔米,!N南住】提到了龃罂缍屋盖在风速达痵时屋脊被风吹而造成永久性变形损坏的例子。年日美国南加利福尼亚遭受飓风袭击,实地调查结果表明【,%的建筑物仅有屋面受损,损害的情形各异,有局部的屋面覆盖物或屋面桁架被吹走或破坏,甚至整个屋面结构被吹走。从破坏部位来看,