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空间结构会议.ppt


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文档列表 文档介绍
基于响应时程的大跨空间结构等效静风荷载研究
研究生:洪荣华
导师:周岱教授
单位:上海交通大学
第十五届空间结构学术会议
主要内容
概述
基础理论
算例分析
结论
概述
大跨空间结构应用日益广泛、形式日益多样
图1 荷花型索穹顶
图2 杭州奥体中心体育场
图4 弯月型空间体系
图3 上海F-1赛场看台挑蓬
(e) 上海世博轴和中国馆
图1-1大跨空间结构的应用
图5 常州市文化艺术中心
图6 深圳宝安机场T3航站楼
图7 宁夏中卫体育馆
图8 杭州国际博览中心
图9 上海世博轴和中国馆
大跨空间等效静风荷载
在结构工程设计计算中,设计人员往往将风荷载作为活荷载之一参与各类工况组合,其响应是通过求解静力方程得到的。然而事实上,脉动风荷载作为一种随机动力荷载,其响应需要在时域内或频域内根据随机振动理论计算而得。提出等效静风荷载的目的就在于将随机脉动风荷载转化为静力风荷载供设计人员使用。
概述
等效静风荷载
风振动力响应
风工程研究人员
可供设计用的静力风荷载
设计人员
基础理论
脉动风的模拟
对于脉动风速谱,本文采用Davenport谱,其具体表达式为:
式中:x=1200n/v10 ,n为频率,Hz,v10为10m高度处的平均风速,k为与地表有关的粗糙度系数。
模拟结果
基础理论
图10 风速模拟
可知,数值模拟得到的脉动风速在平均值上下波动,模拟功率谱密度与目标谱吻合较好。
等效静风荷载
基础理论
等效静风荷载准静态分量可由瞬时风压分布直接得到,因而计算等效静风荷载的关键是计算风荷载共振分量。分析在一定时段长度T内的结构风振响应,计算该时段长度内结构总风振响应 y(t)和准静态响应时程 yqs(t) 。该时段内结构的最大风振响应与最大准静态响应的比值可反映共振分量在结构总风振响应的比重,前者与后者的比值称为风振动力放大因子,即:
则等效静风荷载即为最大准静态响应出现时刻的瞬时风压分布与风振动力放大因子的乘积,即:
算例分析
图11 模型及风向角定义

45°
90°
大跨度张弦桁架结构
m,
模型参数
算例分析
构件
材料
外径/mm
壁厚/mm
桁架上弦杆
Q235
195
8
桁架下弦杆
Q235
180
6
桁架腹杆及撑杆
Q235
70
6
分叉柱
Q235
216
10
底部立柱
Q235
560
16
表1 模型主要参数

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文档信息
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  • 时间2018-09-17