空間矩形管桁架風致性能分析與現場荷載試驗研究.pdf

1、大型空間結構在近年來發(fā)展迅速，因其材料強度高、阻尼小、可用空間大等優(yōu)勢使得大型空間結構向造型復雜化、體積輕量化等方向發(fā)展。大型空間結構的這些特點以及風荷載的復雜性使其對風荷載的敏感性增強。而且結構周圍風場繞流比較復雜，經常伴隨著氣流撞擊、分離、再附著、漩渦脫落等現象，擬定常假設不再適用。并且由于大型空間結構的復雜性，現行建筑結構荷載規(guī)范中沒有類似的外型可供參考，結構抗風設計缺乏足夠的規(guī)范性指導，因此大型空間結構表面風荷載特性的研究對結構

2、抗風設計具有重大意義。
　　目前人們對大型空間結構風荷載特性的主要研究方法是風洞試驗和CFD數值模擬。隨著計算機技術的不斷發(fā)展，尤其是計算流體力學理論的快速發(fā)展，相比較于昂貴繁瑣的風洞試驗，研究者更青睞于數值風洞模擬大型空間結構表面的風荷載特性。由于國內外對于大型空間結構模擬風荷載的現場荷載試驗的研究較少，故開展現場風荷載試驗很有研究意義和價值。
　　本文以分析軟件ANSYS中的流體模塊和靜力模塊為計算平臺，分別對結構進行數

3、值風洞模擬與靜力分析，并在此基礎上進行現場模擬風荷載試驗。主要研究內容與取得的結論如下：
　　1.以劉寨柯高速公路收費站的鋼結構罩棚為工程背景，運用流體分析模塊CFX對其收費棚建立全比例尺建筑模型，進行風荷載數值風洞模擬研究，得出屋蓋結構在不同風向角下的風壓分布和平均風壓系數。通過研究此結構的風荷載特性，得出最不利風向角下的罩棚表面分區(qū)的局部體型系數，為此結構的靜力分析與現場荷載試驗提供參考數據。
　　2.運用ANSYS靜力

4、分析模塊對該工程的鋼結構罩棚在風荷載作用下的結構響應進行了靜力分析，確定結構在風荷載作用下應力及整體變形響應，分析矩形管桁架應力變化規(guī)律，明確了結構的實際受力狀況。在靜力分析的基礎上進行現場荷載試驗研究，并提出了新型的現場加載方法，獲得了罩棚結構的內力、位移等試驗數據。將靜力分析與現場荷載試驗進行對比，數據表明模擬分析值與現場荷載試驗值吻合較好。
　　3.研究結果顯示所有測點的應力值與試驗工況呈線彈性變化，表明該結構處于彈性變化范