大悬挑钢结构飘篷抗风研究

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大悬挑钢结构飘篷广泛地应用于各大城市新建体育馆中。这类大悬挑飘篷结构飘篷具有,跨度大、竖向刚度小、质量轻、阻尼小等风敏感特性,风荷载容易成其设计的主控因素之一。针对这类大悬挑飘篷结构飘篷抗风分析的三个问题:首先,看台对飘篷风荷载体型系数的影响情况;其次,采用不同风谱生成脉动风速做单独计算时的区别;最后,是否应该同时考虑水平和竖向风的作用。结合实际工程——犍为体育馆钢结构飘篷,做了以下工作:1、采用CFD数值风洞技术,建立带看台和无看台两种计算模型,在多个风向角度下进行计算,比较其计算结果知:看台对飘篷风压体型系数有很大的影响,带看台的飘篷风荷载体形系数几乎是不带看台的2倍,且最不利风向角是正对看台时的风向角度。2、在结构自振频率附近比较多个风速谱密度值,编制matlab程序输出各个风速时程曲线用于飘篷结构进行动力时程分析,比较各位移时程结果得:应根据结构自振频率附近的谱密度值来选择风速谱。3、建立与实际工程对应的有限元模型,分别利用Davenport谱、由Kaimal顺风向风谱、Panofsky生成的竖向风速谱生成的风速时程进行组合分析得:Kaimal谱和Davenport谱进行计算其敏感点卓越频率并没有差别,但用Kaimal谱得到的振动幅值会更大,因此Kaimal谱更偏于保守;考虑竖向风并不会一定增大风振系数,但会增大节点位移均值和振动幅值,设计大悬挑飘篷设计时应给以充分的考虑。
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