發(fā)布時間：2017-09-15 04:15

  本文關(guān)鍵詞：復雜形體大跨空間結(jié)構(gòu)風壓與等效靜風荷載數(shù)值模擬

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【摘要】：空間結(jié)構(gòu)因其結(jié)構(gòu)形式新穎、造型優(yōu)美、使用空間大而得到廣泛應(yīng)用，一大批體育場館、會展中心、火車站、機場航站樓，大跨空間結(jié)構(gòu)柔度大、自振頻率低、振型分布密集且各階振型對其貢獻大小不一，風荷載對其的效應(yīng)不容忽視，甚至成為了該類結(jié)構(gòu)設(shè)計中的主要控制荷載，因而研究大跨空間結(jié)構(gòu)的風效應(yīng)有著重要的意義。 本文以大跨空間建筑結(jié)構(gòu)實際工程為對象，數(shù)值模擬分析復雜形體大跨空間結(jié)構(gòu)在起伏地形下的風壓分布、風載體型系數(shù)和等效靜風荷載。運用Fluent軟件模擬結(jié)構(gòu)表面風載體型系數(shù)，系統(tǒng)研究湍流模型、矢跨比、風向角等因素對結(jié)構(gòu)風載體型系數(shù)的影響；利用Matlab軟件分別實現(xiàn)了基于常規(guī)諧波疊加法、線性濾波法的AR法以及改進的FFT方法對風速時程的數(shù)值模擬，通過對典型大跨空間結(jié)構(gòu)風速時程的數(shù)值模擬，比較了不同方法的計算效率和計算精度，指出了FFT方法模擬大跨空間結(jié)構(gòu)風速時程最為適合；基于ANSYS軟件平臺建立結(jié)構(gòu)有限元模型，利用模擬所得的風荷載時程，計算分析結(jié)構(gòu)風致動力效應(yīng)；給出風振動力放大因子定義，并將其與基于特定時刻的結(jié)構(gòu)瞬時風壓分布相結(jié)合，建立了物理意義明確的等效靜風荷載新概念；提出基于荷載效應(yīng)的等效靜風荷載分析方法，直接用荷載效應(yīng)的包絡(luò)值進行抗風設(shè)計可以方便的與其他荷載效應(yīng)直接進行組合，不但避免了尋求等效靜風荷載的繁瑣，在物理概念上也更加清晰明確，，且計算結(jié)果準確。最后，通過數(shù)值算例分別分析了基于結(jié)構(gòu)不同等效目標的等效靜風荷載及其分布。
【關(guān)鍵詞】：大跨空間結(jié)構(gòu) 風壓分布 風速時程模擬 等效靜風荷載
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TU312.1
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 選題背景與依據(jù)10-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 風壓分布數(shù)值模擬研究12
• 1.2.2 風荷載數(shù)值模擬方法研究12-13
• 1.2.3 等效靜風荷載研究13
• 1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容13-15
• 參考文獻15-18
• 第二章 大跨空間結(jié)構(gòu)風壓分布的數(shù)值模擬18-40
• 2.1 引言18-19
• 2.2 數(shù)值算法與驗證19-25
• 2.2.1 數(shù)值方法19-20
• 2.2.2 參數(shù)設(shè)置和數(shù)值分析比對20-23
• 2.2.3 不同湍流模型的影響23-24
• 2.2.4 不同矢跨比對球殼表面風壓分布的影響24-25
• 2.3 常州花博會鋁合金屋蓋表面風壓數(shù)值模擬25-29
• 2.4 南京牛首山大穹頂表面風壓數(shù)值模擬29-32
• 2.4.1 數(shù)值算例29
• 2.4.2 大穹頂網(wǎng)格結(jié)構(gòu)風壓分布29-32
• 2.5 大跨度網(wǎng)架屋蓋表面風壓數(shù)值模擬32-36
• 2.5.1 數(shù)值算例32-34
• 2.5.2 典型大跨度網(wǎng)架屋蓋表面風壓分布34-36
• 2.6 本章小結(jié)36-38
• 參考文獻38-40
• 第三章 大跨空間結(jié)構(gòu)風荷載數(shù)值模擬方法40-50
• 3.1 常用的模擬風荷載方法40-44
• 3.1.1 諧波疊加法40-41
• 3.1.2 線性濾波法41-43
• 3.1.3 FFT 方法43-44
• 3.2 大跨空間結(jié)構(gòu)風速時程數(shù)值模擬44-47
• 3.2.1 大跨空間結(jié)構(gòu)風速時程 FFT 方法模擬44-46
• 3.2.2. 不同風荷載模擬方法計算精度和效率的比較46-47
• 3.3 本章小結(jié)47-48
• 參考文獻48-50
• 第四章 大跨空間結(jié)構(gòu)風振與等效靜風荷載分析50-77
• 4.1 引言50
• 4.2 大跨空間結(jié)構(gòu)風振響應(yīng)分析50-54
• 4.2.1 時域分析方法50-52
• 4.2.2 頻域分析方法52-53
• 4.2.3 廣義坐標合成法53-54
• 4.3 大跨空間結(jié)構(gòu)等效靜風荷載分析方法54-58
• 4.3.1 陣風荷載因子法55-56
• 4.3.2 慣性力法56-57
• 4.3.3 LRC - 慣性力方法57
• 4.3.4 基于響應(yīng)時程的等效靜風荷載分析方法57-58
• 4.3.5 基于荷載效應(yīng)的等效靜風荷載分析方法58
• 4.4 大跨度空間結(jié)構(gòu)等效靜風荷載計算58-73
• 4.4.1 單層球面網(wǎng)殼等效靜風荷載58-61
• 4.4.2 大跨穹頂網(wǎng)格結(jié)構(gòu)等效靜風荷載61-64
• 4.4.3 張弦桁架雨棚結(jié)構(gòu)的等效靜風荷載64-70
• 4.4.4 基于荷載效應(yīng)的大跨度網(wǎng)架屋蓋結(jié)構(gòu)的等效靜風荷載70-73
• 4.5 本章小結(jié)73-75
• 參考文獻75-77
• 第五章 結(jié)論和展望77-79
• 5.1 主要結(jié)論77-78
• 5.2 研究展望78-79
• 致謝79-80
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文與參加科研項目情況80-81
• 本課題組歷屆研究生學位論文及相關(guān)情況一覽表81-83

【參考文獻】

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本文編號：854250