基于健康監(jiān)測的國家游泳中心風荷載和風致響應(yīng)研究.pdf

1、為迎接2008年北京奧運會，我國建造了許多大跨度空間結(jié)構(gòu)，國家游泳中心就是為2008年奧運會而建造的一座大跨度空間膜結(jié)構(gòu)，并以其新穎的結(jié)構(gòu)形式、新材料和新技術(shù)的應(yīng)用而備受世人矚目。近年來，隨著智能材料的發(fā)展，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)得到廣泛的關(guān)注。為體現(xiàn)科技奧運的精神，同時為保障該結(jié)構(gòu)的健康與安全服役，國家游泳中心建設(shè)指揮部于2006年設(shè)立了國家游泳中心鋼膜結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)科研項目，哈爾濱工業(yè)大學承擔了監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試和運行，并對監(jiān)測

2、的數(shù)據(jù)進行深入系統(tǒng)的分析，為把握該結(jié)構(gòu)的性能和安全狀態(tài)提供科學依據(jù)。
　　本文基于國家游泳中心健康監(jiān)測系統(tǒng)實測數(shù)據(jù)，開展了如下的研究。國家游泳中心屋面環(huán)境風特性分析。分析了國家游泳中心的風速、風方向、風攻角、湍流強度、湍流積分長度、脈動風速譜等特性；得到了湍流強度、陣風因子和湍流積分尺度隨風速的變化規(guī)律；對比了實測風速譜和經(jīng)驗風速譜，發(fā)現(xiàn)Von Karman譜與實測水平向脈動風速譜比較吻合，Panofsky譜與實測豎向脈動風速譜吻

3、合較好。國家游泳中心屋面風荷載特性分析。分析了國家游泳中心屋面的風壓分布規(guī)律、脈動風壓功率譜和風壓相關(guān)性等特性。研究發(fā)現(xiàn)：國家游泳中心的屋蓋表面風荷載以風壓力為主；靠近屋蓋前沿具有較大的風吸力，隨著離屋檐距離的增大，風荷載逐漸減弱；風壓功率譜在低頻段與流場風速的功率譜比較接近，而在高頻段卻有較大的差別，風壓譜值普遍高于風速譜值，故由規(guī)范建議的用風速功率譜代替風荷載功率譜的準定常假定在低頻階段是比較適用的，但在高頻部分不適用。國家游泳中心