膜结构风荷载和风致响应研究进展
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建筑物风荷载的数值模拟与结构响应评估建筑物风荷载是指建筑结构所受到的由风引起的压力和力矩。
风荷载是设计建筑物的重要参数之一,对于确保建筑结构的安全性、稳定性和耐久性具有重要意义。
为了评估建筑物的结构响应,需要进行风荷载的数值模拟和力学分析。
一、建筑物风荷载的数值模拟建筑物风荷载的数值模拟是基于风工程学原理和计算方法进行的。
主要包括以下几个步骤:1. 风速和风向场的描述:通过气象数据和数学模型,描述建筑物所在地点的风速和风向场。
常用的风速和风向模型包括Kaimal模型、Julian-Smith模型等。
2. 风荷载的计算:根据风速和风向场,采用压力系数法或力矩系数法计算建筑物所受到的风荷载。
通过与试验数据的对比和修正,获得较准确的风荷载数值。
3. 建筑物模型的建立:将建筑物划分为离散的风受体,建立建筑物的数值模型。
常用的建模方法包括网格法、面元法和质点法等。
4. 风荷载分布的计算:将风荷载作用于建筑物模型上,计算每个风受体所受到的风荷载。
可以通过有限元法或离散元法进行计算。
5. 风荷载时程的模拟:考虑风场随时间变化的特点,进行风荷载时程的模拟。
常用的方法包括随机模拟法、非平稳风场变化模拟等。
二、建筑物结构响应的评估1. 结构的动力响应:根据建筑物的动力特性,采用结构动力学原理,计算建筑物在风荷载作用下的动态响应。
常用的方法包括质点法、有限元法和离散元法等。
2. 结构的位移与应力评估:根据动力响应结果,评估结构的位移和应力状况,判断结构的安全性和稳定性。
可以采用应力-应变关系曲线和弹性正应力理论对结构进行评估。
3. 结构的破坏和损伤评估:对于承受较大风荷载的建筑物,需要评估结构的破坏和损伤情况。
通过损伤模型和破坏准则,分析结构的破坏模式和损伤程度,为结构的修复和加固提供依据。
建筑物风荷载的数值模拟与结构响应评估是建筑结构设计的关键环节之一。
通过精确的风荷载数值模拟和结构响应评估,可以为建筑物的设计与施工提供科学依据,确保建筑结构的安全可靠性。
大跨度金属屋面风荷载特性和抗风承载力研究进展综述大跨度金属屋面是一种常见的建筑结构形式,广泛应用于大型展馆、工业厂房、体育馆等建筑中。
由于其特殊的设计和结构特点,大跨度金属屋面在面对风荷载时具有较为复杂的受力状态和承载性能。
对大跨度金属屋面风荷载特性和抗风承载力的研究成为了建筑工程领域的一个重要课题。
本文将对大跨度金属屋面风荷载特性和抗风承载力的研究进展进行综述,旨在深入了解该领域的最新研究成果,为相关研究和工程实践提供参考。
1. 风荷载的特性大跨度金属屋面在受到风荷载的作用时,其受力状态和承载性能与结构的形状、尺寸、材料、连接方式等有着密切的关系。
在国内外的研究中,通过风洞试验、数值模拟等手段,对大跨度金属屋面的风荷载特性进行了一系列的研究。
研究结果表明,大跨度金属屋面的风荷载特性受到多个因素的影响,包括气流的速度、方向、频率等,因此需要综合考虑各种因素对其风荷载特性的影响。
2. 风荷载的分析方法针对大跨度金属屋面的风荷载特性,研究者们提出了多种不同的分析方法,包括经验公式法、风洞试验法、数值模拟法等。
这些方法各有优缺点,可以根据具体情况进行选择。
目前,国内外研究者还在不断探索新的分析方法,以提高对大跨度金属屋面风荷载特性的理解和预测能力。
3. 风荷载的影响因素1. 抗风承载力的评估方法在实际工程中,为改善大跨度金属屋面的抗风承载力,研究者们提出了多种不同的加固技术,包括结构加固、材料加固、连接加固等。
这些加固技术可以有效提高大跨度金属屋面的抗风承载力,保障其在受到风荷载时的安全性。
大跨度金属屋面的抗风承载力受到多种因素的影响,例如结构的刚度、连接的稳定性、材料的性能等。
研究者们在对大跨度金属屋面的抗风承载力进行研究时,不仅要考虑其受力状态,还需要综合考虑各种影响因素对结构的影响,以提高对抗风承载力的理解和预测能力。
大跨度金属屋面风荷载特性和抗风承载力研究进展综述随着科技的不断发展,大跨度金属屋面在现代建筑中被广泛应用。
然而,在高风区域,金属屋面的抗风承载力成为了关注的焦点,因为它们容易受到异向风荷载的影响。
因此,研究大跨度金属屋面风荷载特性和抗风承载力具有重要意义。
风力荷载是建筑物承受的主要荷载之一,特别是在高风区域,风荷载成为了决定建筑物安全性的关键因素。
风荷载作用下,建筑物会产生下列问题:风振现象、变形、应力变化和破坏等。
因此,为确定金属屋面在风荷载下的稳定性,必须对其风荷载特性进行分析与评估。
大跨度金属屋面的风荷载特性主要包括:空气动力特性、涡缩现象、气流分离现象和边缘效应等。
研究发现,金属屋面截面、屋面形状和屋面高度均对风荷载特性产生重要影响。
例如,金属屋面的剖面形状可以影响到风流线的分布、曼氏噪音和涡缩现象的产生;同时,屋面高度越高,风荷载特性越明显,因为金属屋面与地面之间的距离越大,相应地,风的作用力也会增大。
研究金属屋面抗风承载力的方法主要包括:实验研究和计算分析两种。
实验研究可验证计算模型的有效性和精确性,常用的实验方法有风洞试验和原型结构试验。
风洞试验能够较为准确地模拟不同风速和风向的风荷载,对金属屋面的风荷载特性进行数据采集与分析。
原型结构试验则通过现场搭建金属屋面的试件,采用风机、压力传感器、位移传感器等仪器,测量和记录风荷载、试件响应等数据,验证计算模型的准确性。
计算分析方法是研究金属屋面抗风承载力的另一个重要手段,其特点是计算过程简便、成本较低,且可以分析不同风荷载下金属屋面的受力状况。
目前,流体力学分析方法已成为研究大跨度金属屋面风荷载特性和抗风承载力的重要手段,其可以基于Navier-Stokes方程及边界条件,分析建筑物表面风场、风荷载和风振响应等。
总之,随着在建筑物中大跨度金属屋面的广泛应用,研究其风荷载特性和抗风承载力的重要性也日益凸显。
在未来,应加强对风荷载特性的深入分析和精确计算,为实际工程提供可靠的抗风设计参数。
薄膜结构在动风荷载下的安全性能分析杨维国 徐国彬 教授(北京交通大学土木建筑工程学院)学科分类与代码:620.5020【摘 要】 从理论和实践两方面对薄膜结构在风荷载下的安全性能进行了研究。
根据随机过程理论,用计算机模拟生成具有空间相关性的风场。
发展建立了膜结构几何非线性动力响应问题的有限元公式,并以此为基础对一具体的膜结构进行了动力时程响应分析。
通过观察膜结构在不同风速下的位移时程曲线,笔者发现:当外界风速小于一定的临界风速时,结构的位移响应会逐渐趋于稳态,结构的振动逐渐趋于稳定,这时结构是安全的;当外界风速超过或接近临界风速时,结构的振幅会逐渐增大,膜结构将可能发生驰振损坏。
进而提出了通过增大膜内预应力或提高膜曲面的曲率来防止膜结构风振破坏的方法,并指出了在设计和施工中为保证膜结构的风振安全应当采取的措施。
【关键词】 薄膜结构;安全;几何非线性;动力时程分析Safety Analysis of Membrane Structure under Dynamic Wind LoadY ANG W ei -guo Xu Guo -bin ,Pro f .(School of Civil Engineering &Architecture ,Beijing Jiaotong University )Classification and code of disciplines :620.5020A bstract : Study on the safety of membrane structure under dynamic wind load was carried out both theoretically and practical -ly .Based on random process theory ,wind fields with spatial correlativity were simulated in computer .The finite element formula for geometricall y nonlinear dynamic response analysis of membrane structure was also established .On the basis of this dynamic time history response anal y ses were carried out for a practical membrane project .From its displacement time history curve ,it was found that when the wind velocity was under a certain critical wind velocity ,the structure vibration was stable ,and the structure was safety ;otherwise when the wind velocity was beyond the critical wind velocity ,the vibration became unstable and the structure might be destroyed .It is pointed out that raising the prestress in membrane or the curvature of membrane surface could effectivel y avoid structure damage under d ynamic wind loads .It is suggested that for the safety of membrane structures under wind load the measures should be taken in the process of design and constructions .Key words : Membrane structures Safety Geometrically nonlinear Dynamic time history response1 引 言膜结构由于其自重轻、建筑造型优美而得到广大建筑师的青睐。
塔式起重机风致响应数值模拟研究进展
孙晓晓
【期刊名称】《河南建材》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】塔式起重机风振响应数值模拟研究主要涉及两个环节,一是建立风荷载模型和结构模型,二是使用有限元方法来分析结构的动力响应特性和研究风振控制方法。
因此,文章总结了塔式起重机风致响应的数值模拟研究进展,重点对风荷载模型、动力响应计算以及风振控制研究等进行了分析和研究。
【总页数】3页(P41-43)
【作者】孙晓晓
【作者单位】华北水利水电大学
【正文语种】中文
【中图分类】TH2
【相关文献】
1.高空作业车风致振动响应的数值模拟研究
2.真实山地地形条件下输电塔线体系风致响应数值模拟
3.不同风向条件下输电塔风致响应数值模拟
4.超高钢管支架风致
动力响应分析与数值模拟5.CFRP索的风致瞬态动力响应数值模拟与试验
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大跨度金属屋面风荷载特性和抗风承载力研究进展综述1. 引言1.1 研究背景大跨度金属屋面在现代建筑中得到广泛应用,其风荷载特性和抗风承载力是保证整体结构安全稳定的重要因素。
随着建筑工程技术的不断发展和完善,大跨度金属屋面在设计和施工过程中面临着越来越复杂的挑战。
对大跨度金属屋面风荷载特性和抗风承载力进行深入研究,具有重要的理论和实际意义。
研究背景中,大跨度金属屋面的风荷载特性是指金属屋面在风力作用下的应力分布和变形特点。
金属屋面的几何形状、材料力学性能以及结构支撑体系的刚度和稳定性等因素都会影响其风荷载特性。
而金属屋面的抗风承载力则是指金属屋面在极端风载作用下的承载能力,需要考虑金属屋面结构的整体稳定性、材料的疲劳耐久性以及焊接连接的可靠性等因素。
深入研究大跨度金属屋面的风荷载特性和抗风承载力,对于提高金属屋面整体结构的安全性和稳定性,具有重要的现实意义。
1.2 研究意义大跨度金属屋面风荷载特性和抗风承载力研究具有重要的研究意义。
随着城市建设规模的不断扩大,大跨度金属屋面建筑在现代建筑中得到了广泛应用,其承载风荷载的性能直接关系到建筑结构的安全性和稳定性。
研究大跨度金属屋面风荷载特性和抗风承载力,可以有效提高建筑结构的抗风性能,保障建筑物和人员的安全。
随着气候变暖和极端天气事件频繁发生,风荷载对建筑物的影响日益凸显。
通过深入研究大跨度金属屋面风荷载特性和抗风承载力,可以为制定更为科学合理的风荷载标准和设计规范提供有力的依据,从而提高建筑物的抗风能力,减少因风灾造成的损失。
对大跨度金属屋面风荷载特性和抗风承载力进行研究具有重要的理论与实践意义,可以为建筑结构设计、风灾防范和减灾减损提供科学依据,推动相关领域的发展和进步。
1.3 发展现状当前,随着现代建筑技术的不断发展和进步,大跨度金属屋面的应用范围越来越广泛。
大跨度金属屋面不仅具有较轻的自重和较高的强度,还具有较好的耐腐蚀性和抗风压性能。
由于金属材料的特殊性质,大跨度金属屋面在受到风荷载作用时容易产生振动和应力集中现象,导致屋面的承载能力受到挑战。
1 引言从1971年起,很多学者将非线性有限元技术应用于膜结构的实际设计中,可以说迄今建成的大部分膜建筑都是由根据这套理论编制的程序设计的。
该理论采用三角形单元,考虑几何非线性和皱折影响,把膜材看成各向异性的弹性材料。
所得结果基本满足工程需要。
但由于所选单元精度不高,且材料矩阵难以反映膜结构显著的徐变特征,所以还不能说该理论就很完备了。
一直到现在很多学者还在从理论上继续深入研究膜这种特殊材料的力学性能。
这些研究一般不以整个的膜建筑为研究对象,而是将一块膜张拉固定成某一简单形状,然后考虑各种复杂情况,如几何非线性与材料非线性同时存在;粘弹性时间历程对本构关系的修正:局部受热与皱折松弛的扩展;膜索之间滑移现象等。
应用薄膜力学理论和一些如有限元和有限差分的数值方法,取得了很多杰出的研究成果。
但在大型的工程设计程序中还未见采用如此复杂的计算理论,主要是因为大型工程本身设计计算量已经很大,更复杂的理论将导致计算结果难以控制。
今后的目标就是要研制精度更高又切实可行的计算程序。
本文的内力分析使用的还是有限元方法,与以前不同的是采用曲面6节点三角形单元和曲线索单元,应变的线性部分引入了法向位移及单元的曲率和扭率,非线性部分仍然保留法向位移的影响项。
这样无论是每个单元还是各单元合并后的平衡方程都能很容易满足,迭代次数大为减少,而变形结果也更符合真实情况,且由于单元内各点应力都不相同,据此判断皱折是否出现会更为精确。
最后求出的每个单元的曲率和扭率对于判断初始找形的正误和优劣以及裁剪下料都能提供很多非常有用的信息。
采用曲面单元,能够更好地反映膜结构的真实几何形状,因为曲面单元的边界为曲线。
与直线边界单元比较,前者大大提高了拟合曲线边界的能力、减少了几何离散所带来的误差,计算精度较高,且单元可取得相对大些.弥补了平面单元由于节点较多,带宽太大的缺陷。
由于上述优点,如果用曲面单元划分的网格和用平面单元划分的网格相同。
则采用曲面单元可以比采用平面单元得到更好的计算结果。
高层建筑结构在风荷载下的响应与抗震分析研究引言:高层建筑由于其高度、特殊的设计要求以及复杂的结构特征,在面对自然灾害及其他外力作用时,需要进行精密的分析研究。
其中,风荷载是影响高层建筑结构的一项重要因素,对高层建筑的结构稳定性和抗震性能具有重要影响。
在本文中,将探讨高层建筑结构在风荷载下的响应和抗震分析研究的相关内容,以帮助我们更好地理解和应对这一问题,确保高层建筑的安全性。
一、风荷载对高层建筑结构的影响1. 风荷载的特点:风荷载是由大气层中产生的气流对建筑物施加的一种力,具有无规律、随机性强、变化快的特点。
风荷载的大小受到建筑的高度、形状、材料等因素的影响。
2. 风荷载对高层建筑的影响:风荷载会导致高层建筑产生荷载响应,如结构的位移变形、应力增加等。
长期的风荷载作用还会造成结构疲劳及损伤,降低建筑物的使用寿命。
二、高层建筑结构的响应分析1. 风荷载下的结构位移响应:高层建筑结构在风荷载作用下会产生位移,通过数值模拟分析可以计算出不同位置的位移响应,帮助工程师了解结构的稳定性及承载能力。
2. 结构的应力分析:风荷载会导致高层建筑结构产生应力集中现象,通过应力分析,可以判断结构的抗风能力,进而确定是否需要进行加强设计。
3. 动力响应分析:风荷载作用下的结构会受到周期性的振动,通过动力响应分析,可以确定结构在不同风速下的振动频率和阻尼比,以便设计师优化结构设计。
三、高层建筑结构的抗震分析1. 结构的地震反应分析:高层建筑需要根据所处地区的地震活动性质、频率和强度等因素进行地震反应分析。
通过模拟不同地震荷载下的反应,可以评估结构的稳定性和安全性,并确定结构的抗震设计参数。
2. 抗震设计的优化:在进行抗震分析的基础上,可以对高层建筑结构进行优化设计,以提高结构的抗震能力,如使用钢筋混凝土框架结构、增加横向抗剪墙等。
3. 结构的减震与隔震措施:为了减小地震对高层建筑结构的影响,可以采用减震和隔震措施,如设置减震器、隔震基础等,以减少地震荷载对建筑物的损害程度。
高层建筑顺、横风向和扭转方向风致响应及静力等效风荷载研究国家自然科学基金重大项目(59895410)国家自然科学基金创新研究群体科学基金(50321003)教育部“高等学校骨干教师资助计划”资助博士生:叶丰指导教师:顾明教授二零零肆年肆月摘要高层建筑的发展使得结构风效应成为控制设计的主要因素,对其计算方法的准确认识是非常重要的。
本文对高层建筑顺、横、扭三个方向上的风致响应及静力等效风荷载作了深入研究,建立了一个统一、完整的高层建筑风致响应及静力等效风荷载计算体系。
主要工作包括:1)完成了十个典型高层建筑刚性模型同步测压试验,并根据风洞试验结果研究了各种高层建筑在紊流风场中表面风压分布的一些基本特性,主要考虑了风向角、截面外周各点位置、高度、截面形状等对风压系数和三分力系数的影响。
在此基础上确定了不同截面形状高层建筑的最不利风向角、此风向角对应的平均三分力系数及其偏导数,为后续的风荷载参数研究工作提供了依据。
2)将高层建筑顺、横、扭三个方向上的外加风荷载视为三种激励分量(顺、横向紊流和尾流激励)共同作用的结果,且各种激励分量可假定为互相独立的随机高斯过程。
为此,本文将刚性测压试验结果按不同激励分量予以分离,在此基础上给出了不同激励对应的力系数、形状函数以及归一化的激励谱的计算公式。
3)建立了结构顺、横、扭三个方向的风致运动方程,并根据脉动风致响应的特性给出了背景和共振响应计算方法。
前者不能按振型分解法求解,而应通过对气动力协方差与影响函数乘积积分的方法来计算;后者可只考虑一阶振型的贡献,两者应按平方和开方的原则组合得到脉动风致响应的峰值。
4)研究分析了荷载响应相关(LRC)法的优点,并将其用于计算背景等效风荷载。
共振等效风荷载可以采用结构一阶振动产生的惯性力来描述。
由于背景等效风荷载与共振等效风荷载分布不一致,故不能简单叠加。
为此,本文提出了总等效风荷载的四种计算方法并分析了各自的优缺点。
5)考察了高层建筑风致响应和静力等效风荷载的基本特性,并以截面形状、高宽比、长宽比、一阶振型指数、一阶阻尼比以及风场为主要参数分析了它们对响应和等效风荷载各种组合方法精度的影响。
海上风力发电整机的冲击荷载与结构响应研究摘要:海上风力发电作为可再生能源的重要组成部分,其风力发电整机的结构设计和工作负载分析至关重要。
本文通过对海上风力发电整机的冲击荷载与结构响应进行研究,旨在为海上风力发电的安全性和可靠性提供重要参考。
引言:随着全球对可再生能源的需求不断增加,海上风力发电作为一种具有巨大潜力的清洁能源正在受到广泛关注。
然而,海上环境的复杂性和恶劣性给海上风力发电整机的结构设计和工作负载分析带来了巨大挑战。
在海上风力发电整机的研究中,冲击荷载与结构响应是关键问题之一。
因此,本文将重点研究海上风力发电整机的冲击荷载与结构响应,以期为海上风力发电的发展提供指导和支持。
一、海上风力发电整机的冲击荷载1. 海上环境对风力发电整机的冲击荷载影响海上环境包括风速、波浪和海流等因素,这些因素对风力发电整机的冲击荷载产生重要影响。
本章节将详细讨论各种海上环境因素对冲击荷载的影响机制。
2. 冲击荷载的计算方法为了准确评估海上风力发电整机的冲击荷载,需要合理的计算方法。
本章节将综述常用的计算方法,包括数值模拟、实验测试和经验公式等,以及其优缺点。
二、海上风力发电整机的结构响应1. 结构响应的分析方法结构响应是评估海上风力发电整机工作性能与结构安全性的重要指标。
本章节将对结构响应的分析方法进行综述,包括有限元方法、模态分析和动力响应分析等。
2. 结构响应的影响因素海上风力发电整机的结构响应受多种因素的影响,如风速、波浪、结构刚度和阻尼等。
本章节将探讨这些因素对结构响应的影响机制,并给出相应的分析方法。
三、海上风力发电整机的强度评估与优化设计1. 强度评估方法为了确保海上风力发电整机的安全性,需要对其强度进行评估。
本章节将介绍常用的强度评估方法,包括静力强度评估、疲劳强度评估和动力强度评估等。
2. 优化设计方法为了提高海上风力发电整机的工作效率和结构安全性,需要进行优化设计。
本章节将讨论常用的优化设计方法,包括形状优化、材料优化和结构拓扑优化等。
钢结构的风荷载与结构响应分析引言钢结构是一种常用的建筑结构形式,具有优良的力学性能和抗风能力。
在设计钢结构时,了解风荷载和钢结构的响应是必要的。
本文将介绍钢结构的风荷载分析方法和结构响应分析方法。
风荷载分析方法风荷载是钢结构设计中的重要考虑因素之一。
对于钢结构而言,风荷载可以分为静风荷载和动风荷载。
静风荷载是指风压以及风向对结构造成的压力,而动风荷载是指由于风的运动引起的结构的振动。
静风荷载分析静风荷载的计算需要考虑风压和风向对结构造成的影响。
一般来说,风荷载的计算可以按照国家相关的规范进行,例如《建筑结构荷载规范》等。
这些规范给出了计算风荷载的方法和公式,以确保结构的安全性。
动风荷载分析动风荷载是指风的运动引起的结构振动。
钢结构的动风荷载计算需要考虑结构的自振频率、阻尼比和风速等因素。
一般来说,可以采用风洞试验的方法或者计算机模拟的方法进行动风荷载的分析。
风洞试验可以模拟真实风场环境,得到结构在各种风速下的响应情况。
计算机模拟则通过数值方法对结构的振动进行分析,可以更加精确地预测结构的响应。
结构响应分析方法结构响应是钢结构在受到风荷载作用时变形和应力的情况。
了解结构的响应情况可以帮助设计师评估结构的安全性。
静态响应分析静态响应分析是指在静风荷载作用下,结构的变形和应力的分析。
可以采用有限元分析的方法进行静态响应分析。
有限元分析将结构离散化成若干个小单元,根据力学原理对每个单元进行分析,最终得到整个结构的变形和应力分布情况。
动态响应分析动态响应分析是指在动风荷载作用下,结构的振动情况。
在进行动态响应分析时,需要考虑结构的自振频率、阻尼比和风速等因素。
可以采用模态分析的方法进行动态响应分析。
模态分析将结构振型与结构振动频率联系起来,通过求解特征值问题得到结构的振动特性。
钢结构的风荷载与结构响应分析是设计钢结构的重要考虑因素。
通过合理的风荷载分析和结构响应分析,可以确保钢结构的安全性和稳定性。
在实际设计中,可以根据国家相关规范进行风荷载的计算,并采用有限元分析和模态分析等方法进行结构响应的分析。
大跨屋盖结构风荷载特性研究共3篇大跨屋盖结构风荷载特性研究1大跨屋盖结构风荷载特性研究随着现代建筑技术的不断发展,越来越多的大跨屋盖结构被应用于大型体育馆、会展中心等场馆中。
这些结构具有体积大、构造复杂、自重大的特点,同时还需考虑极端气象条件下的风荷载对其安全性的影响。
因此,对于大跨屋盖结构风荷载特性的研究具有重要的意义。
风是大跨屋盖结构最常见的外部荷载之一,因此研究大跨屋盖结构的风荷载特性是极其必要的。
在研究大跨屋盖结构的风荷载特性时,要考虑以下三个方面。
首先,气象条件是影响风荷载特性的关键因素之一。
气象条件包括气温、湿度、大气压力、风向、风速等因素。
不同的气象条件会对大跨屋盖结构的风荷载产生不同的影响。
例如,在高温、低湿度的气象条件下,大气密度较小,风荷载的大小也会明显减小。
而在低温、高湿度的气象条件下,大气密度较大,风荷载的大小则会明显增加。
其次,大跨屋盖结构的形状大小和材料是影响风荷载特性的重要因素之二。
结构的形状和大小决定了大跨屋盖结构的面积和体积,从而影响了结构的自重和风荷载的大小。
例如,在相同的风速下,一个球形的屋盖结构所受到的风荷载显然要小于一个平面的屋盖结构。
而材料的选择直接影响了结构的刚度、强度和稳定性,从而影响了风荷载的分布和大小。
最后,大跨屋盖结构的支座方式是影响风荷载特性的第三个因素。
不同的支座方式会影响结构的倾斜度和位移,从而影响结构的稳定性和安全性。
为了保证结构的稳定性和安全,支座的刚度和强度必须要足够大。
总之,大跨屋盖结构风荷载特性的研究是一项复杂而又必要的工作。
需要综合考虑气象条件、结构的形状、大小和材料,以及支座方式对其所受风荷载的影响。
只有通过全面深入的研究,才能更好地保证大跨屋盖结构的安全稳定性综上所述,大跨屋盖结构的风荷载特性与多个因素相关,包括气象条件、结构的形状、大小和材料,以及支座方式等。
在设计和建造大跨屋盖结构时,必须综合考虑这些因素,以确保其稳定性和安全性。
北京首都机场3号航站楼风荷载和响应研究顾 明 黄 鹏 周毅冯晓平 黄 (同济大学土木工程防灾国家重点实验室)(北京首都机场扩建工程指挥部)摘要:介绍了超大跨度屋盖结构———北京首都机场3号航站楼的模型风洞试验概况和主要结果,给出了屋面在最不利工况下的分块体型系数,清楚地显示了屋面的风压分布特征。
采用考虑多模态及模态间耦合效应的C QC 法计算结构风振响应,并以此为基础应用阵风荷载因子法计算了静力等效风荷载。
关键词:风洞试验;大跨度屋盖;风压分布;风振响应;等效静力风荷载中图分类号:Y 35111 T U312+11 文献标识码:A文章编号:10002131X (2005)0120040205A STU DY ON WIN D LOADS AN D RESPONSES OF TER MINA L 3AT BEIJING CAPITA L AIRPORTGu Ming Huang Peng Zhou Xuan ′yiFeng Xiaoping Huang Kun(T ongji University )(Beijing Capital Airport Expansion Project Headquarters )Abstract :The test conditions and main results of wind tunnel test for T erminal 3at Beijing Capital Airport are introduced.The block shape coefficients for the m ost un fav orable conditions are given ,which clearly show the characteristics of the wind pressure distributions on this long 2span roof surface.The dynamic responses are com puted by the C om plete Quadratic C ombi 2nation (C QC )method ,which takes m odal coupling effects into account.The equivalent static wind loads are findlly com put 2ed by using the gust loading factor method.K eyw ords :wind tunnel test ;long 2span roof ;wind pressure ;wind 2induced vibration ;equivalent static wind load收稿日期:2004211229本项目同时受国家自然科学基金创新研究群体基金(50321003)和教育部“高等学校骨干教师资助计划”的资助1 概述北京首都机场3号航站楼包括T3A 和T3B 航站楼,均是超大跨度空间屋盖结构。
高压输电线路中的风荷载响应分析研究一、引言随着现代社会对电力供应的需求越来越高,高压输电线路的建设也随之增多。
然而,这些线路在面对复杂的自然环境和各种外界因素时,面临着许多挑战。
其中之一就是风荷载的影响。
本文旨在探讨高压输电线路中的风荷载响应分析研究,并提供一些相关的理论和方法。
二、风荷载的性质风荷载是指风力作用在结构上产生的荷载。
在高压输电线路中,由于存在大面积的导线和塔架等结构,风荷载会对线路的安全性和稳定性产生重要影响。
因此,准确地估计和分析风荷载的性质对于线路的设计和运行至关重要。
风荷载具有以下几个主要的特点:1. 不确定性:风荷载的大小和方向会受到气象条件、地形和结构形状等多种因素的综合影响。
因此,风荷载的不确定性较大,需要进行系统的风洞试验和数值模拟分析。
2. 非静态性:风作用是一种动态载荷,能够引起结构的振动和变形。
因此,在分析风荷载时,需要考虑结构的固有频率和风的频率特性,以及它们之间的耦合关系。
3. 非均匀性:风荷载在结构表面上是不均匀分布的,这对结构的响应和稳定性会产生影响。
因此,在分析风荷载时,需要考虑风的流场特性和结构的几何形状。
三、风荷载分析方法1. 风洞试验:通过在风洞中模拟真实的气象条件和结构形状,测量风荷载的大小和方向。
风洞试验能够提供准确的实验数据,但其成本较高,且受到实验条件的限制。
2. 数值模拟分析:通过数值方法对结构在风中的响应进行模拟计算。
常用的数值方法包括计算流体力学方法(CFD)和有限元方法(FEM)。
数值模拟分析具有较高的灵活性和可靠性,但对计算模型和计算参数的准确性要求较高。
3. 统计分析方法:通过对大量的实验和统计数据的整理和分析,寻找风荷载的统计规律和概率分布。
统计分析方法能够提供一种评估风荷载的概率和安全性的手段,但需要足够的试验数据支持。
四、高压输电线路的风荷载响应高压输电线路通常由导线、杆塔、绝缘子等多个部分组成,在受到风荷载的作用下,会产生不同的响应。
膜结构论文:膜结构论文摘要:大跨空间结构是目前发展最快的结构类型。
大跨度建筑及作为其核心的空间结构技术的发展状况是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。
文中对空间索膜结构的发展现状和前景作了简要概述。
关键词:索膜结构,找形分析,荷载分析,优化分析,协同分析索膜结构雏形可追溯到古代游牧民族使用的帐篷结构。
自1967年加拿大博览会德国馆创造性地大规模采用索膜结构以来,索膜结构以其丰富的建筑造型和优异的结构受力特性得到了广大建筑师、结构师的青睐,广泛应用于商业、体育、工业等大跨度建筑结构及户外设施、文化娱乐建筑等各种建筑小品中。
其中具有代表性的有沙特的利雅得体育场、美国的丹佛新国际机场、英国的千年穹顶以及韩日世界杯比赛的体育场馆等。
在索膜结构蓬勃发展的同时,一系列的设计、施工问题也随之产生。
目前索膜结构的研究主要集中在找形分析、裁剪分析、荷载分析、及施工工艺等方面。
与国外相比,国内索膜结构的研究和应用还比较落后。
从上世纪80年代开始,国内个别高校和研究机构已致力于索膜结构的研究开发工作,并取得了很多成果。
但是许多关键技术仍然只被一些发达国家所掌握。
1 索膜结构的特点索膜结构是一种新型的空间结构形式,它通过施加预应力,使结构具有一定的刚度以承受各种荷载作用。
概括而言,索膜结构有以下的优缺点。
(1)更自由的建筑形体塑造。
多变的支承结构和柔性膜材使建筑物造型更加多样化,新颖美观,富有时代气息。
(2)更好的经济效益。
膜结构屋面重量仅为常规钢屋面的1/30,降低了墙体和基础的造价。
同时膜建筑奇特的造型和夜景效果有明显的“建筑可识性”和商业效应,其价格效益比更高。
(3)更短的施工周期。
膜工程中所有加工和制作均可依照设计在工厂内完成,现场只进行安装作业。
相比传统建筑的施工周期,它几乎可以缩短一半。
(4)更低的能源损耗。
膜具有良好的透光性,透光率为7%—20%,可以充分利用自然光,减少能源消耗。
并且具有良好的阻燃性和自洁性。