大跨曲面屋盖风洞试验通用数据处理软件的开发

基于Windows平台 ,开发了大跨曲面屋盖结构风洞试验数据处理的可视化通用分析软件 .介绍了针对脉动风压测试过程中的信号畸变处理方法、风压试验数据的表示形式、积分计算整体和局部气动力系数、软件的界面设计、基本的使用功能以及针对具体结构类型所采用的一些提高试验效率简化试验过程的措施 ,还采用神经网络方法对已测的风压系数数据进行精细化处理以准确地求取整个屋盖结构风荷载的完整特性 .所开发的软件已经受多个大跨屋盖建筑物风洞试验的检验 。

开关门窗对大跨曲面屋盖风致振动的影响

以某大跨曲面屋盖为工程实例,对其进行了开关门窗两种工况下的测压风洞试验,并采用ANSYS的APDL语言开发了大跨曲面屋盖风振系数和等效静风荷载的新型计算模块,进而将计算结果以云图形式直观地展现,并可迅速地为初步设计提供结构风振敏感部位。研究表明:①开关门窗会改变风振系数和等效静力风荷载的峰值大小,但不改变风向角对它们的影响规律;②门窗开关不会对大跨曲面屋盖的主体钢架的位移峰值产生较大影响;③门窗关闭时,大跨曲面屋盖的风致振动以水平向为主,而门窗开启后,结构的内外压力差有显著变化,使结构风致振动以竖向为主。

大跨曲面屋盖脉动风荷载非高斯分布特性试验研究

在模拟的大气边界层紊流场中对某机场航站楼进行刚性模型同步测压试验,研究大跨度曲面屋盖脉动风荷载非高斯分布特性及非高斯分布区风荷载峰值因子取值方法。根据屋盖结构表面测点在3个典型风向角下的风压数据,分析了屋盖表面脉动风荷载测试信号的平均风压、脉动风压、斜度值和峰度值分布特性,并对比分析了典型位置测点脉动风荷载概率密度分布曲线与标准高斯分布曲线间的差异,发现不同风向角下受流动分离影响剧烈的屋盖迎风前缘及部分曲面弧度变化较大的位置,测点脉动风荷载的斜度、峰度以及概率密度函数较标准高斯分布出现严重偏离,具有显著的非高斯性,为此采用Hermite矩模型计算该曲面屋盖非高斯分布区域测点的风荷载峰值因子,给出了此类复杂大跨曲面屋盖结构风荷载峰值因子较GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》取值更为合理的参考取值。

大跨度曲面屋盖风压分布特性的试验研究

通过某机场航站楼的刚性模型风洞试验研究,得到了上下屋盖表面的平均、脉动风压系数,对其风压分布特性进行了研究。结果表明:上表面屋盖主要呈现负压,在屋盖迎风面边缘出现较大气流分离;下表面屋盖迎风面出现正压,背风面主要为负压,风压系数变化梯度较大,风荷载特性更加复杂。

基于风洞试验的大跨航站楼屋盖风振响应分析

大跨屋盖结构对风荷载十分敏感,但尚无统一的规范计算方法。因此,对某机场航站楼进行了刚性模型测压风洞试验,得到大跨航站楼屋盖表面的平均、脉动风压系数。对其分布特性进行了研究,并讨论了周边建筑对结构表面风压分布的影响。对屋盖进行了风振响应时程分析,得到了脉动风荷载作用下此类大跨度屋盖在各个风向角的响应规律。结果表明,屋盖各区域的最不利风向角是各自的迎风角度;上游周边建筑对屋盖有遮挡效应,会减小屋盖表面的平均风压;屋盖开洞周边的风振响应较大;为该类结构抗风设计提供了参考。