本文關(guān)鍵詞：張拉膜結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制研究

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【摘要】：膜結(jié)構(gòu)最主要的特點(diǎn)是質(zhì)量輕、剛度小,風(fēng)荷載是其設(shè)計(jì)的主要控制荷載。近年來國內(nèi)外許多的膜結(jié)構(gòu)工程遭受風(fēng)災(zāi)破壞,因此采取有效的控制措施提高膜結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)性能越顯重要。本文基于CFD數(shù)值模擬技術(shù)和風(fēng)洞試驗(yàn),對單向張拉膜和鞍形張拉膜結(jié)構(gòu)的風(fēng)振控制問題進(jìn)行了探索性研究。首先對本文采用的研究方法和控制方法進(jìn)行了介紹,單向張拉膜結(jié)構(gòu)可簡化為二維結(jié)構(gòu),采用CFD數(shù)值模擬技術(shù)對其進(jìn)行研究,而鞍形張拉膜結(jié)構(gòu)為三維結(jié)構(gòu),由于現(xiàn)有CFD數(shù)值模擬技術(shù)的限制,本文主要通過風(fēng)洞試驗(yàn)對其進(jìn)行研究。目前工程中采用的改善結(jié)構(gòu)抗風(fēng)性能的措施主要有三種,即氣動(dòng)措施、結(jié)構(gòu)措施和耗能減振措施,由于膜結(jié)構(gòu)輕柔的特點(diǎn)采用氣動(dòng)措施和結(jié)構(gòu)措施對其進(jìn)行風(fēng)振控制是可行的。在此基礎(chǔ)上提出以最大位移折減系數(shù)和極值風(fēng)壓折減系數(shù)作為控制因子來定量描述各控制措施的控制效果。然后,基于二維流固耦合數(shù)值模擬技術(shù),對單向張拉膜結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制展開研究,以封閉式單向張拉膜為研究對象,采用設(shè)置導(dǎo)流板,改變預(yù)張力、膜面跨度、膜面初始形狀等控制措施分析其對膜結(jié)構(gòu)的影響,給出風(fēng)振控制的建議,即增大預(yù)張力、降低跨度、膜面迎風(fēng)傾斜、膜面上凸均能有效減低單向張拉膜的最大位移,此外膜面下凹超過一定矢跨比或設(shè)置合理高度的導(dǎo)流板也能對單向張拉膜的最大位移起到一定的控制效果。最后,基于鞍形張拉膜結(jié)構(gòu)剛性模型和氣彈模型風(fēng)洞試驗(yàn),對鞍形張拉膜結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制展開研究,探討設(shè)置導(dǎo)流板、格柵,改變預(yù)張力、矢跨比等控制措施對鞍形膜結(jié)構(gòu)荷載分布、位移響應(yīng)的影響,給出風(fēng)振控制的建議,即增大預(yù)張力、矢跨比多數(shù)情況下均對最大位移有一定控制效果,而采用附加氣動(dòng)裝置主要降低了迎風(fēng)角部或邊緣的極值風(fēng)壓,僅懸空導(dǎo)流板對最大位移有較好的控制效果,其他形式導(dǎo)流板和格柵對整體位移響應(yīng)影響較小。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB535

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本文編號：1185637