【摘 要】
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悬挑屋盖是大跨度屋盖结构的一种典型形式,具有风敏感的特性,且在强风作用下易发生风致局部破坏,因此有必要对其进行风致振动控制研究。本文根据悬挑屋盖结构表面平均风压分布的特点,近似将其简化为二维结构进行研究,基于二维悬挑结构模型,采用CFD数值模拟方法,研究了屋面和看台上方设置通风口、屋面坡度、屋盖前缘切角处理、屋盖前缘设置导流板、流线形屋盖前缘和上游结构对减少屋面风荷载的效果,并从气流分离的角度探讨
【机 构】
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哈尔滨工业大学土木工程学院,哈尔滨 150090
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悬挑屋盖是大跨度屋盖结构的一种典型形式,具有风敏感的特性,且在强风作用下易发生风致局部破坏,因此有必要对其进行风致振动控制研究。本文根据悬挑屋盖结构表面平均风压分布的特点,近似将其简化为二维结构进行研究,基于二维悬挑结构模型,采用CFD数值模拟方法,研究了屋面和看台上方设置通风口、屋面坡度、屋盖前缘切角处理、屋盖前缘设置导流板、流线形屋盖前缘和上游结构对减少屋面风荷载的效果,并从气流分离的角度探讨了气动减振的内在规律,可以为体育场悬挑屋盖外形的初步设计提供参考。
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理论分析是揭示风雨激振机理的重要研究手段之一。在准定常假设下,考虑风雨激振过程中拉索振动和水线振荡对等效来流大小、等效来流攻角、拉索倾角和偏角等参数的改变,给定水线运动方程,建立了三维气动力的风雨激振理论模型。在气动力处理上,以三维拉索测力试验结果为基础,建立以水线角度和有效偏角为变量的二维气动力系数曲面,通过插值求得风雨激振中拉索空间姿态和水线角度不断变化的瞬时准定常气动力系数。采用上述理论模型
利用浸润学及普朗特边界层理论,提出拉索表面与水线之间作用力包括库仑阻尼力和线性阻尼力。拉索表面材料对水浸润性的强弱影响着库仑阻尼力的大小,进而影响着拉索的风雨激振。根据研究成果,建立了运动水线与拉索振动耦合的拉索风雨激振运动微分方程,并运用龙格-库塔法对运动微分方程进行求解。计算结果表明:不同的拉索表面材料对风雨激振有较大影响,斜拉索风雨激振中拉索的振幅随着库仑阻尼力的增大而增大,选用疏水性好的表
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相干函数是描述空间两点脉动风时空相关性的重要参数,各国学者提出了多种相干函数的表达形式,主要可分为与频率相关和与频率无关两大类。本文基于随机振动理论在频域内推导了高层结构风振响应的无量纲化解析表达式,着重探讨了相干函数频率项考虑与否对结构风振响应分析结果的影响。在此基础上,分别针对柔性结构、中等刚性结构及刚性结构,进行相干函数频率项对结构风振响应影响的定性分析,给出定量指标,并对我国荷载规范给出的
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