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由于使用功能和风致破坏的原因,大跨建筑结构的幕墙经常会存在不同程度的开孔,如体育场、机场航站楼、居民和工业厂房的门窗洞口等。幕墙开孔后,结构的风荷载特性将明显不同于完全封闭建筑,已有的关于结构开孔的风荷载效应研究,主要针对幕墙单面开孔或者背风面同时存在孔隙的情况。然而实际工程中,多面幕墙同时存在孔洞的情况比比皆是,此时必须考虑结构内部气流的流通,从而使得实测或者试验以及理论分析都更加复杂。本文采用风洞试验和理论分析相结合的方法,对多幕墙开洞的屋盖结构的风荷载、风致内压、极值风荷载特性以及风致响应等进行了系统的研究。主要研究内容和成果如下:(1)系统的研究了多幕墙开孔时屋盖结构的风致内压。首先,研究了幕墙开孔时结构内部风压系数的相关性,确定了建筑内部风压采用统一值的方法;探讨了风向角、建筑内部容积、幕墙开孔面积、开孔位置及屋盖矢跨比等参数对屋盖结构内部风压的影响。其次,通过分析脉动内压功率谱与内压均方根值的关系发现,开孔结构内部风压谱不仅包含了大气湍流的成分,还包含了由于孔口特性引起的特征湍流的成分,内压均方根值与脉动内压频谱的共振峰值及低频段、过渡段所蕴含的能量呈正相关,尤其当多处开孔时各孔口风压的相关性也成为影响内压脉动的重要因素。然后,将结构内部的局部体型系数与我国规范规定值进行对比发现,仅单面幕墙开孔时,结构内部的局部体型系数在大多数风向角均在很大程度上超出规范值范围,当多面幕墙开孔时,结构内部的局部体型系数是满足规范要求的。最后,研究了流动指数,无论侧风面有无开孔,只要迎风面面积与背风面面积的比值大于等于3,流动指数的值与以往学者的研究结果相符,当背风面的面积大于迎风面面积时,给出了流动指数的建议值。(2)系统的研究了净风荷载和极值风压特性。首先,研究了幕墙开孔的屋面结构的净风荷载分布规律,发现平均风压和脉动风压的分布规律相似。然而对于矢跨比较大(S/B≥0.10)的柱面屋盖,当来流正吹屋盖角部时,屋盖表面的风压分布没有表现出锥形涡特性。其次,分析了屋盖净升力系数和净体型系数。屋盖上的净升力系数均为负值,且随着矢跨比和开孔组合的变化而变化。幕墙开孔的屋盖表面净局部体型系数与规范值相比,大多数工况的值均超出规范限值。最后,运用广义极值理论对屋盖表面的极值净风压进行估计,极值风压的分布规律随着矢跨比和开孔组合的不同变化较大。通过估计的极值反算出屋盖各测点的峰值因子,结果表明:不同部位的峰值因子差异较大,而且很多区域的峰值因子值超出通常的取值范围,建议不要使用统一的峰值因子计算屋盖表面的风荷载。(3)对幕墙开孔的屋盖结构的风致响应、风振系数以及风荷载系数进行详细的计算分析。计算风致响应时同时考虑了风荷载谱的实部和虚部对风致响应的贡献,对参振模态数、模态耦合项、以及背景共振相关系数等进行了分析,引入响应应变能贡献系数来判别对总响应贡献较大的模态,采用模态累计贡献系数来判断参振模态的合理性。然后,对风振系数和风荷载系数进行研究,发现屋盖表面的位移风振系数不能以统一值表示,在选取对结构最不利风向角时,要综合考虑风振系数和风荷载系数的影响。