某大跨三心圆柱面网壳结构设计及风荷载特性研究

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我国在大跨空间结构领域的研究较晚,至今虽取得研究成果丰硕,但仍有很多方面研究的不透彻,例如对大跨空间结构风的研究,其中风振系数取值在我国规范中没有明确规定,而往往对于大跨空间结构风荷载是起控制作用的。本文以山西离石大型储煤仓工程为背景,对结构形式的选择与设计、风荷载特性的研究做了一些讨论,主要内容如下:1、对所做工程的结构选型方案进行对比分析,从安全、经济和适用性的角度,最终确定了适合本工程的结构形式以及该相应的参数取值。2、使用SAP2000软件对结构多工况下进行结构受力情况分析,得出规律,找出了控制荷载,进一步确定了本工程设计的合理和可靠。3、采用计算机数值风洞计算模拟真实风场,对结构所处周边风场进行模拟,并分析其风压分布规律,计算得出各区域风荷载体形系数。4、采用CFD数值模拟技术测得的各个风向角工况各测点的脉动风压时程,运用有限元软件ANSYS,采用时程分析方法,对大跨三心圆柱面网壳结构进行风振响应分析,得出上表面各个分区的风振系数。5、按照我国《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)第7.1.1条,采用第三章、第四章分别得到的风荷载体形系数和风振系数进行风荷载计算,得出不同风向角下网壳表面的等效风荷载。本文对山西干煤棚大跨三心圆双层柱面网壳进行了结构计算分析、数值模拟风洞及风振响应研究,研究结论可供类似工程作为参考。
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