厦门大学《风工程》教学幻灯片-5大跨度屋盖结构抗风设计计算.ppt

第九章屋盖结构抗风设计计算 一、大跨度屋盖结构风致抖振的频域计算方法 （常规方法） 非定常风荷载的确定以获得屋盖表面风压为基础。 忽略自激力的影响——即气弹效应。 CQC法——考虑多模态之间的耦合 当被分析的对象为有限自由度体系时，结构在抖振荷载作用下的运动方程为 采用振型分解法将位移展开为： 如忽略振型交叉项， 得到近似的SRSS公式（Root-Sum-Square Method）： CQC（Complete Quadratic Combination）计算公式 （包括了所有振型交叉项）： 二、基本问题的讨论结果 上海南站、首都机场扩建工程、上海浦东机场二期，等 上海南站一阶频率为0.6582Hz；在0.6582Hz和1.2328 Hz频率之间存在四十三阶模态。 第一阶振型： 0.6582 Hz（T=1.5193s） 二阶模态： 0.6908 Hz（T=1.4475s） 三阶模态： 0.7348 Hz（T=1.3609s） 四模态： 0.7420 Hz（T=1.3478s） 五阶模态： 0.7704 Hz（T=1.2981s） 六阶模态： 0.7747 Hz（T=1.2908s） 准定常方法与非定常方法计算响应比较 计算方法 响应标准差（mm） 节点1 节点2 节点3 节点4 节点5 节点6 节点7 节点8 准定常的方法 28.2 53.4 32.9 29.7 29.1 29.4 12.4 11.9 非定常的方法 54.3 74.1 54.9 47.7 49.4 46.8 30.9 29.6 误差（%） -48.1 -27.9 -40.1 -37.7 -41.1 -37.2 -59.9 -59.8 注：1、参与计算的模态数目为250阶； 2、误差定义为：（准定常的结果-非定常的结果）/非定常的结果*100。 结构阻尼比对响应的影响 响应随阻尼比增大而减小， 但影响不大； 基频较高结构的气弹模型中阻尼可放宽 节点2 节点7 力谱交叉项的影响 交叉项处理方法 节点位移响应标准差（误差） 节点1 节点2 节点3 节点4 不考虑交叉项 34.5（-36.5%） 42.1（-43.2%） 38.0（-30.8%） 32.4（-32.1%） 交叉项取实部 54.0（-0.6%） 74.8（0.9%） 54.9（0.0%） 47.4（-0.6%） 交叉项取虚部 34.7（-36.1%） 40.4（-45.5%） 37.4（-31.9%） 32.7（-31.5%） 交叉项取复数 54.1（0.0%） 73.9（0.0%） 54.5（0.0%） 47.6（0.0%） 交叉项处理方法 节点位移响应标准差（误差） 节点5 节点6 节点7 节点8 不考虑力谱项 32.6（-34.0%） 32.2（-31.2%） 19.3（-37.5%） 18.5（-37.5%） 交叉项取实部 48.4（-2.0%） 46.2（-1.3%） 31.5（1.9%） 28.9（-2.4%） 交叉项取虚部 33.9（-31.4%） 32.9（-29.7%） 18.3（-40.8%） 19.4（-34.5%） 交叉项取复数 49.4（0.0%） 46.7（0.0%） 31.0（0.0%） 29.5（0.0%） 三、大型体育场主看台挑篷的风荷载特性与风致响应研究 一期 二期 1、 测压试验 荷载分析点和典型断面 试验结果 平均风压系数随风向角的变化情况 标准差风压系数随风向角的变化情况 脉动风压因子 平均风压系数沿挑篷展向的分布 标准差风压系数沿挑篷展向的分布 挑篷倾角的影响（3?、5?、7?、8?和9? ） 平均风压系数沿挑篷径向的分布 标准差风压系数沿挑篷径向的分布 风压分布主要结果 干扰影响显著减小下游挑篷的平均风压，脉动风压的变化相对小的多。 总体上挑篷倾角在3?到9? 内的改变对挑篷上的风压分布影响不大。 一期 二期 准定常假设可以近似应用于独立主看台挑篷的风振响应分析； 存在上游干扰的主看台挑篷的风振响应分析，应用准定常假设可能会导致错误的结果 。 2. 风致响应 (1) 极坐标法分析风致响应 ---对单挑蓬 --- 基于准定常假设 一阶固有频率：4.33Hz （3）研究成果 模态分析 第1