大跨度格栅屋盖抗风研究

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随着科技的发展进步,新的建筑材料和施工技术得到了广泛的应用,大跨度空间结构因其具有优美独特的外形,能够提供巨大的无柱内空间,越来越受到各种诸如火车站、体育馆、机场、展览馆等公共建筑设计师青睐。而此类大跨度空间结构都具有质量轻、柔度大、结构非线性变化明显等结构特征,其对风荷载特别敏感。然而大跨结构的形式多种多样,无法从规范中获得其风荷载,对于此类结构的风荷载研究就显得尤为重要。本文研究的对象—重庆西部国际会展中心,其不仅属于大跨度空间结构,而且其屋盖为密集格栅形式,上通下透。传统的风洞试验方法中的测压试验对于这种形式的屋盖结构并不适用,本文对其制作了两种模型分别进行了测压试验和测力试验。在测压试验中,利用试验测得多个风向角下的数据计算屋盖的风压系数,分析其风压分布规律。再利用ANSYS软件建立了有限元模型,采用时程分析法加载试验中测得的时程数据进行了风振响应分析,获得了屋盖结构的位移风振系数,研究分析其风振系数的规律,进而计算出结构的等效风荷载,为结构设计提供了一定的依据。在测力试验中,通过计算试验中测得的数据,得到屋盖结构在多个风向角下的三分力系数。因屋盖表面基本为一平面,提出用三分力系数中的升力系数作为结构的体形系数,进而求得结构的等效风荷载,并与测压试验中求得的等效风荷载进行了对比,供结构设计人员参考。本文使用的测力试验方法,对于无法通过测压试验的格栅屋盖结构,是一种新的尝试。通过对比分析,验证了该试验方法的可行性和精准度,为类似工程获取风荷载提供了重要的参考依据。
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