【摘要】：大跨平屋蓋結(jié)構(gòu)是一種常見的屋蓋形式,工程中應(yīng)用廣泛,風(fēng)荷載是該類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要控制荷載之一�，F(xiàn)行規(guī)范GB.50009中抗風(fēng)設(shè)計(jì)條文給出的主要是針對高層、高聳等僅考慮第一階振型的結(jié)構(gòu)形式的風(fēng)荷載計(jì)算方法,而對大跨平屋蓋結(jié)構(gòu)沒有明確給出相關(guān)規(guī)定,已有研究主要采用參數(shù)化方法研究該類結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)與等效靜風(fēng)荷載,但對地貌和平屋蓋建筑形狀的影響考慮不充分。本文選擇三類地貌、三種長寬比平屋面模型,通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)研究屋面風(fēng)荷載特性,旨在確定脈動(dòng)風(fēng)廣義力譜的模型,同時(shí)在廣義力的基礎(chǔ)上推導(dǎo)等效靜風(fēng)荷載的解析公式,分析不同參數(shù)對等效靜風(fēng)荷載的影響規(guī)律。本文主要完成了以下幾方面工作:(1)通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究了地貌、長寬比對平屋面風(fēng)荷載特性:平均風(fēng)壓、脈動(dòng)風(fēng)壓、極值風(fēng)壓、風(fēng)壓譜的影響,并分析了各荷載特性之間的聯(lián)系。(2)研究不同地貌、建筑長寬比下屋面各點(diǎn)風(fēng)壓譜和廣義力譜特征,與來流速壓譜進(jìn)行對比分析,并得到屋蓋廣義力譜的擬合公式。(3)利用廣義力譜擬合公式和頻域分析方法得到平板類平屋蓋風(fēng)振響應(yīng)解析表達(dá)形式,并分析了地貌、建筑長寬比對共振響應(yīng)和背景響應(yīng)的影響。(4)根據(jù)結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)特性,選擇慣性力法推導(dǎo)得到等效靜風(fēng)荷載的解析公式,將其分為平均風(fēng)壓系數(shù)和等效靜風(fēng)荷載脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)兩部分,研究地貌和建筑長寬比對等效靜風(fēng)荷載的影響,并給出了脈動(dòng)等效風(fēng)壓系數(shù)峰值C的解析公式,工程應(yīng)用時(shí),可以根據(jù)C的解析公式快速準(zhǔn)確地確定平屋蓋的設(shè)計(jì)用風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值。
[Abstract]:Long-span flat roof structure is a common type of roof, which is widely used in engineering. Wind load is one of the main control loads in the design of this kind of structure. The wind-resistant design provisions in the current GB.50009 code mainly focus on the calculation method of wind load for high-rise buildings, such as tall buildings, which only consider the first order vibration modes, but there are no specific provisions for long-span flat roof structures. The parametric method is mainly used to study the wind-induced vibration response and equivalent static wind load of this kind of structures, but the influence of geomorphological and roof shapes is not fully considered. In this paper, three types of geomorphology and three kinds of aspect ratio roof models are selected to study the characteristics of roof wind load through wind tunnel experiments, in order to determine the model of generalized force spectrum of pulsating wind, and at the same time to derive the analytical formula of equivalent static wind load on the basis of generalized force. The influence of different parameters on the equivalent static wind load is analyzed. The main work of this paper is as follows: (1) the effects of geomorphology and aspect ratio on wind load characteristics of flat roof are studied by wind tunnel experiment: average wind pressure, pulsating wind pressure, extreme wind pressure, wind pressure spectrum. The relationship between load characteristics is analyzed. (2) the characteristics of wind pressure spectrum and generalized force spectrum at various points under different geomorphology and ratio of length to width of building are studied and compared with the pressure spectrum of coming velocity. The fitting formula of generalized force spectrum of roof is obtained. (3) using generalized force spectrum fitting formula and frequency domain analysis method, the analytical expression of flat roof wind-induced vibration response is obtained, and the geomorphology is analyzed. The influence of aspect ratio on resonance response and background response. (4) according to the characteristics of wind-induced vibration response of structure, the analytical formula of equivalent static wind load is derived by the inertial force method. It is divided into two parts: average wind pressure coefficient and equivalent static wind load pulsating wind pressure coefficient. The influence of geomorphology and building aspect ratio on equivalent static wind load is studied, and the analytical formula of peak value C of pulsating equivalent wind pressure coefficient is given. According to the analytical formula of C, the standard value of wind load for the design of flat roof can be determined quickly and accurately.
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU312.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2304422