一般的大跨屋盖结构覆盖面积大,体型特殊,风荷载往往是主要荷载。单层网壳结构和双层的网壳结构相比,结构较柔,易受随机风荷载作用而产生振动,结构中杆件内力变化较大,容易出现杆件的疲劳。为了保证单层网壳结构的使用安全,有必要研究其在随机风荷载作用下结构的抗疲劳性能。 本文采用AR法模拟Kaimal谱多点互相关的脉动风风速时程,确定结构所承受的荷载谱,通过有限元时程分析和雨流计数法得到杆件的应力循环历史,采用疲劳设计方法中的总寿命法计算杆件的疲劳损伤度,分析结构在不同矢跨比、不同平均风速下结构的抗疲劳性能,并将疲劳分析过程程序化,通过应力时程谱得到在弹性阶段结构任一杆件的疲劳损伤程度,找到疲劳危险区域。 本文以随机风荷载作用下的单层球面网壳和单层柱面壳结构为例,分析了两种单层网壳结构在不同矢跨比、不同平均风速下结构的抗疲劳性能,并得到杆件的疲劳损伤程度,预测结构可能出现疲劳的区域,通过本文计算得到,两种单层网壳结构中杆件容易出现疲劳的位置区域。并得到两种结构在随机风荷载作用下的疲劳主要与结构的矢跨比、平均风速及结构自振特性有关:结构中出现疲劳的杆件数随矢跨比的减小而逐渐增加,随着平均风速的增大而增加,杆件最大疲劳损伤度D随着矢跨比的减小而逐渐增大,随着平均风速的增大而增大。 论文最后对所做的研究工作进行了总结,并指出进一步研究中亟待解决的问题。