廈門(mén)大學(xué)《風(fēng)工程》課件-5大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算

第九章

屋蓋結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算一、大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)致抖振的頻域計(jì)算方法（常規(guī)方法）非定常風(fēng)荷載的確定以獲得屋蓋表面風(fēng)壓為基礎(chǔ)。忽略自激力的影響——即氣彈效應(yīng)。

CQC法——考慮多模態(tài)之間的耦合當(dāng)被分析的對(duì)象為有限自由度體系時(shí)，結(jié)構(gòu)在抖振荷載作用下的運(yùn)動(dòng)方程為

采用振型分解法將位移展開(kāi)為：如忽略振型交叉項(xiàng)，得到近似的SRSS公式（Root-Sum-SquareMethod）：CQC（CompleteQuadraticCombination）計(jì)算公式（包括了所有振型交叉項(xiàng)）：二、基本問(wèn)題的討論結(jié)果上海南站、首都機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程、上海浦東機(jī)場(chǎng)二期，等上海南站一階頻率為0.6582Hz；在0.6582Hz和1.2328Hz頻率之間存在四十三階模態(tài)。第一階振型：0.6582Hz（T=1.5193s）二階模態(tài)：0.6908Hz（T=1.4475s）三階模態(tài)：0.7348Hz（T=1.3609s）四模態(tài)：0.7420Hz（T=1.3478s）五階模態(tài)：0.7704Hz（T=1.2981s）六階模態(tài)：0.7747Hz（T=1.2908s）參振模態(tài)的數(shù)目誤差隨參振模態(tài)數(shù)目的變化準(zhǔn)定常方法：準(zhǔn)定常、非定常方法比較準(zhǔn)定常方法與非定常方法計(jì)算響應(yīng)比較計(jì)算方法響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差（mm）節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)2節(jié)點(diǎn)3節(jié)點(diǎn)4節(jié)點(diǎn)5節(jié)點(diǎn)6節(jié)點(diǎn)7節(jié)點(diǎn)8準(zhǔn)定常的方法28.253.432.929.729.129.412.411.9非定常的方法54.374.154.947.749.446.830.929.6誤差（%）-48.1-27.9-40.1-37.7-41.1-37.2-59.9-59.8注：1、參與計(jì)算的模態(tài)數(shù)目為250階；2、誤差定義為：（準(zhǔn)定常的結(jié)果-非定常的結(jié)果）/非定常的結(jié)果*100。結(jié)構(gòu)阻尼比對(duì)響應(yīng)的影響

響應(yīng)隨阻尼比增大而減小，但影響不大；基頻較高結(jié)構(gòu)的氣彈模型中阻尼可放寬節(jié)點(diǎn)2節(jié)點(diǎn)7力譜交叉項(xiàng)的影響交叉項(xiàng)處理方法節(jié)點(diǎn)位移響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差（誤差）節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)2節(jié)點(diǎn)3節(jié)點(diǎn)4不考慮交叉項(xiàng)34.5（-36.5%）42.1（-43.2%）38.0（-30.8%）32.4（-32.1%）交叉項(xiàng)取實(shí)部54.0（-0.6%）74.8（0.9%）54.9（0.0%）47.4（-0.6%）交叉項(xiàng)取虛部34.7（-36.1%）40.4（-45.5%）37.4（-31.9%）32.7（-31.5%）交叉項(xiàng)取復(fù)數(shù)54.1（0.0%）73.9（0.0%）54.5（0.0%）47.6（0.0%）交叉項(xiàng)處理方法節(jié)點(diǎn)位移響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差（誤差）節(jié)點(diǎn)5節(jié)點(diǎn)6節(jié)點(diǎn)7節(jié)點(diǎn)8不考慮力譜項(xiàng)32.6（-34.0%）32.2（-31.2%）19.3（-37.5%）18.5（-37.5%）交叉項(xiàng)取實(shí)部48.4（-2.0%）46.2（-1.3%）31.5（1.9%）28.9（-2.4%）交叉項(xiàng)取虛部33.9（-31.4%）32.9（-29.7%）18.3（-40.8%）19.4（-34.5%）交叉項(xiàng)取復(fù)數(shù)49.4（0.0%）46.7（0.0%）31.0（0.0%）29.5（0.0%）三、大型體育場(chǎng)主看臺(tái)挑篷的風(fēng)荷載特性與風(fēng)致響應(yīng)研究一期二期1、測(cè)壓試驗(yàn)荷載分析點(diǎn)和典型斷面試驗(yàn)結(jié)果平均風(fēng)壓系數(shù)隨風(fēng)向角的變化情況標(biāo)準(zhǔn)差風(fēng)壓系數(shù)隨風(fēng)向角的變化情況脈動(dòng)風(fēng)壓因子平均風(fēng)壓系數(shù)沿挑篷展向的分布標(biāo)準(zhǔn)差風(fēng)壓系數(shù)沿挑篷展向的分布挑篷傾角的影響（3

、5

、7

、8

和9

）平均風(fēng)壓系數(shù)沿挑篷徑向的分布標(biāo)準(zhǔn)差風(fēng)壓系數(shù)沿挑篷徑向的分布風(fēng)壓分布主要結(jié)果干擾影響顯著減小下游挑篷的平均風(fēng)壓，脈動(dòng)風(fēng)壓的變化相對(duì)小的多?？傮w上挑篷傾角在3

到9

內(nèi)的改變對(duì)挑篷上的風(fēng)壓分布影響不大。一期二期準(zhǔn)定常假設(shè)可以近似應(yīng)用于獨(dú)立主看臺(tái)挑篷的風(fēng)振響應(yīng)分析；存在上游干擾的主看臺(tái)挑篷的風(fēng)振響應(yīng)分析，應(yīng)用準(zhǔn)定常假設(shè)可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。

2.風(fēng)致響應(yīng)

(1)極坐標(biāo)法分析風(fēng)致響應(yīng)

---對(duì)單挑蓬---基于準(zhǔn)定常假設(shè)一階固有頻率：4.33Hz（3）研究成果