风致内压对大跨屋盖风振响应的影响

关 键 词:结构设计论文
资料等级:风致内压对大跨屋盖风振响应的影响
发布时间:2014-7-15
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                                                      风致内压对大跨屋盖风振响应的影响
0引言
随着现代建筑发展的要求,各种体型独特、结构新颖的大跨度柔性屋盖越来越多地应用于体育馆、飞机库、剧场、会展中心等公共建筑,这些柔性屋盖结构具有质量轻、柔性大、阻尼小、自振频率低的特点,属风敏感性结构。由风引起的吸力以及脉动风载在柔性屋盖结构上引起的振动,常常会使屋盖遭受破坏,因此风荷载成为其设计的主要控制荷载。对于非大变形柔性屋盖结构的风振响应分析,频域法仍是实用计算的首选方法,通过采用某些假定,建立起输入风荷载谱和输出结构响应之间的关系,给出具有一定可靠度的屋盖响应统计结果,从而为结构设计提供依据。值得注意的是,迄今为止国内外所作的研究基本上不考虑风致内压对屋盖风振响应的影响,仅在膜结构的分析中考虑了气承刚度,而这一概念是针对建筑理想封闭假定提出的,完全用它来描述风致内压对屋盖风振响应的影响显然是不现实的。GingerE1]明确指出,正常封闭建筑墙面的孔隙率处于l0 至l0 之间,建筑外的脉动风压会通过孔隙使建筑内压产生脉动,风致脉动内压与柔性屋盖的相互耦合效应对屋盖的响应会产生不可忽视的影响,而且这种影响涉及因素较多,是值得深入探讨的
编辑评价
本文利用气体质量守恒原理与气体状态方程推出了考虑风致内压的大跨屋盖风振响应的三阶动力微分方程,并给出了其稳态频响函数的表达式,通过数值算例分析了风致内压对大跨屋盖风振响应的影响。研究表明:考虑风致内压在本质上是给屋盖附加了随特征频率变化的气承刚度与气动阻尼,对于正常封闭建筑采用不考虑风致内压的频域分析法是偏于保守的;对于给定设计风速,任何建筑必存在一个最优孔隙率,会使大跨屋盖的风振响应达到最小,因而合理设置墙面孔隙是大跨屋盖最为有效的气动减振措施。
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