發(fā)布時間：2018-11-01 16:06

【摘要】：大跨平屋蓋結構是一種常見的屋蓋形式,工程中應用廣泛,風荷載是該類結構設計中的主要控制荷載之一。現(xiàn)行規(guī)范GB.50009中抗風設計條文給出的主要是針對高層、高聳等僅考慮第一階振型的結構形式的風荷載計算方法,而對大跨平屋蓋結構沒有明確給出相關規(guī)定,已有研究主要采用參數(shù)化方法研究該類結構風振響應與等效靜風荷載,但對地貌和平屋蓋建筑形狀的影響考慮不充分。本文選擇三類地貌、三種長寬比平屋面模型,通過風洞實驗研究屋面風荷載特性,旨在確定脈動風廣義力譜的模型,同時在廣義力的基礎上推導等效靜風荷載的解析公式,分析不同參數(shù)對等效靜風荷載的影響規(guī)律。本文主要完成了以下幾方面工作:(1)通過風洞實驗系統(tǒng)研究了地貌、長寬比對平屋面風荷載特性:平均風壓、脈動風壓、極值風壓、風壓譜的影響,并分析了各荷載特性之間的聯(lián)系。(2)研究不同地貌、建筑長寬比下屋面各點風壓譜和廣義力譜特征,與來流速壓譜進行對比分析,并得到屋蓋廣義力譜的擬合公式。(3)利用廣義力譜擬合公式和頻域分析方法得到平板類平屋蓋風振響應解析表達形式,并分析了地貌、建筑長寬比對共振響應和背景響應的影響。(4)根據(jù)結構風振響應特性,選擇慣性力法推導得到等效靜風荷載的解析公式,將其分為平均風壓系數(shù)和等效靜風荷載脈動風壓系數(shù)兩部分,研究地貌和建筑長寬比對等效靜風荷載的影響,并給出了脈動等效風壓系數(shù)峰值C的解析公式,工程應用時,可以根據(jù)C的解析公式快速準確地確定平屋蓋的設計用風荷載標準值。
[Abstract]:Long-span flat roof structure is a common type of roof, which is widely used in engineering. Wind load is one of the main control loads in the design of this kind of structure. The wind-resistant design provisions in the current GB.50009 code mainly focus on the calculation method of wind load for high-rise buildings, such as tall buildings, which only consider the first order vibration modes, but there are no specific provisions for long-span flat roof structures. The parametric method is mainly used to study the wind-induced vibration response and equivalent static wind load of this kind of structures, but the influence of geomorphological and roof shapes is not fully considered. In this paper, three types of geomorphology and three kinds of aspect ratio roof models are selected to study the characteristics of roof wind load through wind tunnel experiments, in order to determine the model of generalized force spectrum of pulsating wind, and at the same time to derive the analytical formula of equivalent static wind load on the basis of generalized force. The influence of different parameters on the equivalent static wind load is analyzed. The main work of this paper is as follows: (1) the effects of geomorphology and aspect ratio on wind load characteristics of flat roof are studied by wind tunnel experiment: average wind pressure, pulsating wind pressure, extreme wind pressure, wind pressure spectrum. The relationship between load characteristics is analyzed. (2) the characteristics of wind pressure spectrum and generalized force spectrum at various points under different geomorphology and ratio of length to width of building are studied and compared with the pressure spectrum of coming velocity. The fitting formula of generalized force spectrum of roof is obtained. (3) using generalized force spectrum fitting formula and frequency domain analysis method, the analytical expression of flat roof wind-induced vibration response is obtained, and the geomorphology is analyzed. The influence of aspect ratio on resonance response and background response. (4) according to the characteristics of wind-induced vibration response of structure, the analytical formula of equivalent static wind load is derived by the inertial force method. It is divided into two parts: average wind pressure coefficient and equivalent static wind load pulsating wind pressure coefficient. The influence of geomorphology and building aspect ratio on equivalent static wind load is studied, and the analytical formula of peak value C of pulsating equivalent wind pressure coefficient is given. According to the analytical formula of C, the standard value of wind load for the design of flat roof can be determined quickly and accurately.
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU312.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 陳波;晁建秋;王科;楊慶山;;平面拱形桁架等效靜風荷載研究[J];建筑結構學報;2016年01期

2 陳波;李明;楊慶山;;大跨平屋蓋的多目標等效靜風荷載研究[J];振動與沖擊;2013年24期

3 陳凱;符龍彪;錢基宏;金新陽;;風振響應計算的新方法——廣義坐標合成法[J];振動與沖擊;2012年03期

4 陳波;楊慶山;武岳;;大跨屋蓋結構抗風類型劃分方法及應用[J];北京交通大學學報;2011年04期

5 田玉基;楊慶山;;國家體育場屋蓋結構風振響應的時域分析[J];工程力學;2009年06期

6 陳波;武岳;沈世釗;;Ritz-POD法的原理及應用[J];計算力學學報;2007年04期

7 李慶祥;樓文娟;楊仕超;孫炳楠;;大跨單層球面網殼的風振系數(shù)及其參數(shù)分析[J];建筑結構學報;2006年04期

8 顧明;葉豐;;高層建筑的橫風向激勵特性和計算模型的研究[J];土木工程學報;2006年02期

9 張相庭;結構順風向風振的規(guī)范表達式及有關問題的分析[J];建筑結構;2004年07期

10 沈世釗;大跨空間結構理論研究和工程實踐[J];中國工程科學;2001年03期

相關會議論文 前1條

1 沈世釗;武岳;;大跨空間結構抗風研究現(xiàn)狀與展望[A];中國結構風工程研究30周年紀念大會論文集[C];2010年

相關博士學位論文 前1條

1 陳波;大跨屋蓋結構等效靜風荷載精細化理論研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2006年

相關碩士學位論文 前7條

1 晁建秋;邊界條件和地貌對柱面和鞍型網殼等效靜風荷載影響研究[D];北京交通大學;2016年

2 杜曉瓊;基于離散控制理論的結構動力學時程積分算法設計[D];大連理工大學;2015年

3 張麗娜;平屋蓋風荷載干擾效應的影響機理研究[D];北京交通大學;2014年

4 蘇朋勃;大跨鞍形屋蓋多目標等效靜風荷載研究[D];北京交通大學;2013年

5 閻肖宇;球面網格結構的多目標等效靜風荷載研究[D];北京交通大學;2013年

6 王科;柱狀屋蓋結構抗風類型與等效靜風荷載研究[D];北京交通大學;2013年

7 李明;大跨度平屋蓋結構抗風類型和等效靜風荷載研究[D];北京交通大學;2011年

，

本文編號：2304422