胶囊形气膜结构风致气弹响应及风振系数研究

针对1/3矢跨比胶囊形气膜结构进行了气弹模型风洞试验,研究了结构的风致气弹响应变化规律,并给出了可供设计参考的风振系数。研究发现:结构平均变形呈迎风面凹陷,顶部隆起,横风向向外凸出的趋势,且这种变形趋势随着内压减小和风速增大越来越明显。0°风向角时的平均变形和振幅大于45°风向角时的平均变形和振幅大于90°风向角时的平均变形和振幅,结构合位移均值的极值出现在迎风面与顶面中心点;0°和45°风向角下,顶点竖向振幅>顺风向振幅>横风向振幅,结构以1阶模态振动为主;90°风向角下,顶点横风向振幅大于其他两个方向,结构以1阶和2阶模态叠加振动为主。各工况下结构的内压均有不同程度的减小。最后给出了考虑流固耦合效应的响应风振系数。

大跨度气膜煤棚风致响应及风振系数试验研究

大跨度气膜煤棚结构对风荷载较为敏感且流固耦合效应明显,而其风致灾害机理仍不明确。为此,在B类地貌风场中进行了3种典型矢跨比的大跨度气膜结构气弹模型风洞试验,通过数字图像相关技术测量了不同矢跨比、风向角、内压、风速及是否加索下的膜面位移、应变,并测量了不同拉索的应变,分析了结构的风致响应规律,给出了考虑流固耦合效应的的响应风振系数。研究结果表明:风荷载作用下,结构顶部向上隆起,迎风面及背风面凹陷明显,侧面向外变形较小;结构的迎风面及顶部的平均位移较大;增大初始内压、减小矢跨比或施加拉索,结构平均位移明显减小;随着风速增大结构内压减小明显。考虑流固耦合效应的大跨度气膜煤棚位移分区风振系数在1.2~1.3之间,最大主应力分区风振系数在1.1~1.4之间,拉索应力风振系数取1.5。

截球形气膜结构气弹模型风洞试验研究

为了研究截球形气膜结构的风致响应及风振系数,在B类地貌风场中进行了3种典型矢跨比截球形气膜结构的气弹模型风洞试验,考察内压、风速、有无拉索对膜面位移、应变的影响,分析截球形气膜结构的风致振动规律,提出截球形气膜的等效静力分析方法,给出考虑流固耦合效应的响应风振系数。研究表明:结构总位移极值出现在结构顶部及迎风面中心线约1/3矢高处,最大主应变发生在结构侧面中心线位置;结构平均变形呈顶部隆起、迎风面凹陷、侧面向外凸出的形状;风荷载作用下结构内压减小明显;结构顶部的横风向位移响应标准差、竖向位移响应标准差、顺风向位移响应标准差依次减小;无索结构总位移和最大主应力的风振系数均在1.1~1.4之间;施加拉索后,结构的竖向位移基本为0,顺风向位移及横风向位移极值分别减小为无索结构的50%和30%,总位移风振系数为1.6,最大主应力风振系数仍在1.1~1.4之间,拉索的应力风振系数约为1.6。