【摘要】：對于給定的建筑朝向,來流方向不同使得建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載及風(fēng)效應(yīng)均具有方向性。當(dāng)不考慮方向性時可能會過高估計風(fēng)荷載或風(fēng)效應(yīng),造成計算結(jié)果過于保守。我國荷載規(guī)范GB5009-2012中針對設(shè)計風(fēng)荷載的計算沒有考慮方向性問題,它利用全風(fēng)向中的最大風(fēng)速與最不利風(fēng)荷載或者風(fēng)效應(yīng)系數(shù)來確定風(fēng)荷載和風(fēng)效應(yīng)設(shè)計值。為了得到更加經(jīng)濟、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,為今后的結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計優(yōu)化提供參考,需要在結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計過程中考慮風(fēng)荷載及風(fēng)效應(yīng)的方向性。作為工業(yè)與民用建筑中應(yīng)用最普遍的結(jié)構(gòu)形式之一,大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的體量大、造價高,考慮方向性問題可以有效降低其建造成本,節(jié)約經(jīng)濟。本文針對鞍型屋蓋的風(fēng)荷載和風(fēng)效應(yīng)方向性進行系統(tǒng)研究,主要內(nèi)容包括以下幾個方面:(1)對目前各種風(fēng)荷載或風(fēng)效應(yīng)方向性的理論研究方法進行了介紹。不同方法在考慮隨機性及各方向風(fēng)速間的相關(guān)性等因素時情況各不相同,這些因素會影響方向性研究結(jié)果的精確度。本文對比分析了各種方法的優(yōu)缺點,最終選擇同時考慮方向性和隨機性的理論研究方法進行結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載及風(fēng)效應(yīng)方向性的分析。(2)基于考慮方向性與隨機性的理論研究方法,以一大跨度鞍型屋蓋結(jié)構(gòu)為例,分別研究了大尺度穩(wěn)態(tài)強風(fēng)環(huán)境中不同來流方向和建筑朝向下屋蓋表面極值風(fēng)荷載與極值風(fēng)效應(yīng)的方向性特征;以此討論了美國、日本和新西蘭抗風(fēng)設(shè)計規(guī)范中關(guān)于方向性問題規(guī)定的差別,進一步發(fā)現(xiàn)在我國大尺度穩(wěn)態(tài)強風(fēng)環(huán)境中三種規(guī)范的結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計均存在安全隱患。(3)綜合不同規(guī)范中關(guān)于方向性規(guī)定的特點,提出了在考慮各方向風(fēng)效應(yīng)相互獨立的情況下計算設(shè)計風(fēng)荷載及風(fēng)效應(yīng)的方法。在我國大尺度穩(wěn)態(tài)強風(fēng)環(huán)境中各方向極值風(fēng)速的相關(guān)性較弱,甚至趨近于相互獨立,在此條件下由所提方法確定的風(fēng)荷載或風(fēng)效應(yīng)設(shè)計值比不考慮方向性時的相應(yīng)值更加經(jīng)濟。同時,通過對Sector-by-Sector方法的分析研究,發(fā)現(xiàn)由所提方法確定的風(fēng)荷載或風(fēng)效應(yīng)值總是比其估計值偏大,從而保證了結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計偏于安全。(4)以鞍型屋蓋圍護結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載與主體結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)為例,利用北京、濟南及哈爾濱等大尺度穩(wěn)態(tài)強風(fēng)環(huán)境中的城市風(fēng)速信息驗證了所提方法的有效性。此時風(fēng)荷載及風(fēng)效應(yīng)估計值與所提方法的設(shè)計值之比約為0.9～1,而不考慮方向性時計算的相應(yīng)比值約為0.5～0.9。綜上,本文建議將考慮各方向風(fēng)效應(yīng)相互獨立時的風(fēng)效應(yīng)計算方法作為我國大尺度穩(wěn)態(tài)強風(fēng)地區(qū)極值風(fēng)荷載或風(fēng)效應(yīng)設(shè)計值確定的一種選擇方案。
【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】：2019
【分類號】：TU312.1
【圖文】：

圖１－２日本規(guī)范ＡＩＪＲＬＢ邋２００４中風(fēng)向折減因子取值示意圖逡逑

圖２－１不同風(fēng)速相關(guān)性時的分布函數(shù)曲線圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｆｕｎｃｔｉｏｎ邋ｃｕｒｖｅ邋ｗｉｔｈ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｗｉｎｄ邋ｖｅｌｏｃｉｔｙ邋ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ逡逑

圖３＿２鞍型屋蓋風(fēng)場布置圖逡逑Ｆｉｇ．３－２邋Ｗｉｎｄ邋ｆｉｅｌｄ邋ｌａｙｏｕｔ邋ｏｆ邋ｓａｄｄｌｅ邋ｒｏｏｆ逡逑

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前7條

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本文編號：2803164