大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)振動力響應(yīng)分析.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和施工工藝的進(jìn)步，新建的大劇院和體育場等大跨度結(jié)構(gòu)往往覆蓋著各種外形美觀、結(jié)構(gòu)新穎的大跨度柔性屋蓋結(jié)構(gòu)。風(fēng)流經(jīng)屋面時(shí)，會在屋面的大部分區(qū)域產(chǎn)生強(qiáng)大的吸力，并引起柔性屋面的風(fēng)振。目前國內(nèi)外已有一些關(guān)于大跨度柔性屋蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)振研究方面的研究，本文將重慶大劇院屋蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載及風(fēng)振響應(yīng)作為大跨度柔性屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)分析的一個專題，本研究對于類似結(jié)構(gòu)具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值和學(xué)術(shù)研究意義。 本文采用時(shí)域法和頻域法相結(jié)合的

2、計(jì)算方法，在理論分析基礎(chǔ)上，建立了合理的有限元模型，對重慶大劇院屋蓋的風(fēng)振機(jī)理、風(fēng)振形態(tài)、風(fēng)振響應(yīng)以及風(fēng)振系數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，取得了一些有參考意義的結(jié)論。 研究的具體內(nèi)容如下： ①在頻域內(nèi)采用背景模態(tài)分析法對重慶大劇院Disc2屋蓋進(jìn)行分析，通過計(jì)算得到對結(jié)構(gòu)振動能量貢獻(xiàn)最大的一階背景模態(tài)，從而得到結(jié)構(gòu)脈動響應(yīng)的均方根值和位移風(fēng)振系數(shù)值； ②在時(shí)域內(nèi)用時(shí)程分析法對重慶大劇院Dise2屋蓋進(jìn)行分析。利用簡諧波疊加法

3、進(jìn)行風(fēng)荷載模擬，得到屋蓋上各節(jié)點(diǎn)的風(fēng)速時(shí)程曲線，進(jìn)而得到脈動風(fēng)壓時(shí)程。采用直接積分法求出結(jié)構(gòu)響應(yīng)的時(shí)間歷程，并且通過統(tǒng)計(jì)，同樣得到結(jié)構(gòu)脈動響應(yīng)的均方根值和位移風(fēng)振系數(shù)值。 ③對上述兩種方法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，得出：(1)在準(zhǔn)定常假設(shè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的背景模態(tài)分析的方法所得結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)規(guī)律和時(shí)程分析法所得基本吻合，且可以考慮到高階頻率對振動的影響；(2)通過對重慶大劇院大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)振系數(shù)的研究，提出了在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，采用位移風(fēng)振