2008奧運羽毛球館新型弦支穹頂結構風振響應及風振系數(shù)研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟和施工工藝的發(fā)展,大跨度空間結構被越來越多的應用到體育場、展覽館、機場和劇場等公共場所。并且隨著跨度的不斷增加,屋面材料越來越輕,導致大跨度空間結構對風荷載的影響非常敏感,在設計中必須考慮風荷載對結構的影響。目前,我國對大跨度空間結構風振響應的研究并不是很多,在對其進行設計時,大部分都是采用按高層、高聳結構的研究所得到的風振系數(shù)。這樣的處理顯然不合適,甚至會出現(xiàn)較大偏差。弦支穹頂結構是一種新型的空間結構體系,其對風荷載的影響

2、是不容忽視的,然而國內(nèi)外對其風振響應的研究很少。此結構體系具有諸多優(yōu)點,在以后的設計中必然會被越來越多的采用,對弦支穹頂結構進行專門的風振響應以及風振系數(shù)的研究是非常必要的。 本文首先詳細總結了大跨度空間結構風速模擬的幾種理論,并根據(jù)自回歸AR法的基本原理結合MATLAB及VC++進行混合編程,自行編制了具有空間相關性的多點風速時程曲線,對風速時程離散值作數(shù)理統(tǒng)計分析,將得到的模擬功率譜與目標功率譜相比較,得之結果非常吻合,證明

3、了所編程序的正確性。以奧運羽毛球館為例,對其屋蓋進行風速模擬,并將風速時程轉化為風荷載,利用有限元分析軟件對其進行風振響應分析。得到了其在水平及豎向風速作用下的位移響應及應力響應,從而分析出在風振作用下結構體系的最薄弱位置。并且通過分析進一步證明在大跨度空間結構中,風振響應必須考慮豎向風荷載的影響,它與水平風荷載處于同一個數(shù)量級。 對奧運羽毛球館進行了風振系數(shù)的計算分析,得到了具有參考價值的風振系數(shù)。并且分析了在相同的設計條件下

4、,施加不同預應力度、不同撐桿長度和不同矢跨比時,節(jié)點位移風振系數(shù)的變化情況。得出風振系數(shù)隨預應力度和撐桿長度的增加而減小,但是當其增大到一定程度,風振系數(shù)便會增大。同時,節(jié)點位移風振系數(shù)隨矢跨比的減小而變小,但當矢跨比減小到一定值后風振系數(shù)亦會增大。由于影響風振系數(shù)的因素很復雜,可能受預應力度、撐桿長度、跨度、矢跨比、剛度、質量、阻尼等多個因素的耦合作用影響,因此得出簡潔、準確的可供工程借鑒的弦支穹頂結構風振系數(shù)計算公式仍待進一步研究以