多国荷载规范中阵风荷载因子的比较研究

将我国的《建筑结构荷载规范》(GB5009-2001)与美国(ASCE7-98)、日本(RLB-AIJ2004)、加拿大(NBC1990)和澳大利亚(AS1170.2)几国规范进行了比较研究.首先总结了各国规范所采用的Davenport提出的经典抗风设计方法——阵风荷载因子法(GLF),然后对包括平均风速剖面、湍流强度、脉动风速谱类型进行了比较.美日加澳都将GLF取为一个恒量,相当于"位移风振系数",中国规范中的风振系数却是随高度变化的量,相当于"惯性力风振系数".

风力发电高塔系统阵风荷载因子法

给出了风力发电高塔系统阵风荷载因子法。与传统的阵风荷载因子法不同的是,因桨叶/塔体相互作用的存在,风力发电高塔系统阵风荷载因子包含两项共振分量。一般地,风力发电高塔系统包含桨叶和塔体两个子结构,每个子结构都可视为单自由度体系,二者耦合在一块构成两自由度体系。因桨叶和塔体自振频率可能相近,系统响应的共振分量包含了桨叶/塔体耦合系统前两阶振型的贡献。为获得风力发电高塔系统阵风荷载因子的准确值,给出了塔顶位移和基底弯矩阵风荷载因子数值解以及塔顶位移阵风荷载因子精确解。同时,针对桨叶不同转速给出了一系列考虑桨叶/塔体耦合的两自由度体系阵风荷载因子,并与不考虑桨叶/塔体耦合的单自由度体系阵风荷载因子比较,两者有一定的区别。

文明大桥高墩静阵风荷载效用实用计算方法

以汝城至郴州高速公路文明特大桥为依托工程,介绍了一种关于高墩刚构桥梁纵、横向静风荷载效应的适用分析计算方法,可为该类结构的抗风设计提供技术参考。

地面阵风荷载下的飞机操纵系统受力分析

为保证产品的安全使用,在设计时,必须使所有工程结构都具有足够的强度、足够的刚度和足够的稳定性。对飞机操纵系统的设计,则不仅要在各种飞行状态下,而且在地面停机状态时,都应满足上述要求。通常的飞机操纵系统设计,是根据飞机强度规范和刚度规范进行的,只要使设计荷载小于或等于规范规定的数值即可。飞机正常飞行中所加的操纵杆力视为平稳的静荷载,但是,大型飞机处于停机状态时,尤其水上飞机在海滨机场停机时,常常受到水平平面内各方向吹来的阵风的袭击和在垂直平面内±15°范围内的阵风干扰,即舵面受到阵风荷载。如果舵面没有锁住,且没上夹板。

山区某大跨叠合梁斜拉桥静阵风荷载及抖振响应研究

为探究山区某大跨叠合梁斜拉桥成桥态和最大单悬臂施工态下的静阵风荷载及抖振响应,首先采用通用有限元软件ANSYS建立其三维空间有限元模型,其次基于谐波合成法和准定常理论得到三维脉动风场,最后基于Davenport理论和Scanlan颤抖振理论,采用数值模拟法探究了山区某大跨叠合梁斜拉桥静阵风荷载及抖振响应规律。主要得出以下结论:顺桥向静阵风荷载下最大单悬臂施工态侧向位移最大值为0.96m,且主梁截面的内力随主梁到桥塔距离减小而增加;成桥态下静阵风响应规律与最大单悬臂施工态下保持一致,但在顺桥向荷载下的施工态弯矩值要大于成桥态弯矩值,最大相差19.69倍;成桥态和最大单悬臂状态下主梁跨中位置的位移响应根方差最大值分别为0.052m和0.095m。

桥梁结构横桥向等效静阵风荷载计算程序设计

现阶段桥梁结构横桥向等效静阵风荷载计算过程需要不断查阅图纸与规范,且变截面结构的等效静阵风荷载计算量巨大,计算过程相当繁琐。为降低工程人员计算难度,提高计算效率,利用Python语言及PySide2开发了桥梁结构精细化横桥向等效静阵风荷载计算程序,该程序针对midas Civil结构模型中各单元具体尺寸及实际地形计算构件尺寸、构件基准高度等参数,进行横桥向等效静阵风荷载计算,无需大量翻阅设计资料数据、规范计算参数。针对某刚构桥对该程序进行应用,对比传统简化自主计算,效率提高了16.6倍,且准确性得到保障,实现了横桥向等效静阵风荷载加载的便捷性和高效性。

阵风场中桥梁结构的风荷载

桥梁受到的阵风荷载取决于紊流阵风谱和结构的气动导纳。结构的气动纳一般采用Ｓｅａｒｓ函数并不能完全反映反映狭长桥梁上的阵风荷载。；借鉴航空动力学的机翼升力理论，提出了适用于分析桥梁结构阵风荷载的三维气动导纳表达式。

超高桥塔的气弹模型风洞试验及其等效静力风荷载

为研究超高桥塔的气弹模型风洞试验方法及其等效静力风荷载,根据某实际工程中的超高桥塔建立了有限元模型,进行了动力特性计算,进而设计了相应的气弹模型,并开展了风洞试验。在此基础上,开展了超高桥塔风致振动的非线性时程计算,并基于阵风荷载因子法,对比了以位移、内力和应力为单一目标的超高桥塔的等效静力风荷载。结果表明:斜风作用下的桥塔风致振动比较显著,其影响随着风速的增大而愈加明显;当风向角为75°~90°时,超高桥塔将在风速为35~50 m·s^(-1)的区间发生顺桥向的侧弯涡振,但幅值较小;基于应力的阵风荷载因子比基于位移或内力的阵风荷载因子更加稳定,这使得基于应力的等效静力风荷载要优于基于位移或内力的等效静力风荷载,比较适合于超高桥塔。

考虑二维等效静力风荷载的导线风偏刚性直棒法

刚性直棒法作为一种简单高效的输电导线风偏响应估算方法,在输电工程领域得到了广泛的应用,然而其适用对象仅限于水平风作用下的未覆冰导线,对于线路常遇的覆冰以及二维风荷载情况未能涉及。该文采用阵风荷载包络线法(GLE法)推导了二维等效静力风荷载的表达式,获得了考虑二维风荷载作用的导线风荷载调整系数,通过引入二维等效静力风荷载改进了现有刚性直棒法,改进后的刚性直棒法综合考虑了线路是否覆冰、二维风荷载、上升气流以及风的脉动效应。建立了某真型输电线路的精细化有限元仿真模型,采用覆冰导线气动力风洞试验结果和非线性数值仿真验证了改进后刚性直棒法的准确性。基于改进后的方法分析了竖向平均风速和导线覆冰厚度对风偏响应的影响。研究表明:考虑二维等效静力风荷载的导线风偏刚性直棒法是一种准确度明显提高的通用方法,能适用于常规的、覆冰的、有上升气流的多种工况下的导线风偏位移计算。

大跨度屋盖结构等效静力风荷载背景分量的确定方法探讨

重点对结构等效静力风荷载背景分量的确定方法进行了系统分析。并结合风洞试验,分别采用阵风荷载因子法、风压轮廓面法和荷载响应相关系数法,分析一鞍形索网屋盖结构不同风向角、不同极值响应对应的等效静力风荷载背景分量,并与风洞试验方法确定的极值响应对应的瞬态脉动风压进行对比,结果表明荷载响应相关系数法在确定该类结构等效静力风荷载背景分量有很好的适用性,而其它几种方法计算偏差较大,这为大跨度屋盖结构等效静力风荷载的研究奠定了一定的基础。

屋盖结构背景响应等效风荷载的一种简化算法

屋盖结构以非共振响应为主,因此适用于共振响应的阵风荷载因子法已不再适用,而LRC法由于具有计算繁琐、与响应位置和类型有关等不足而难于应用。提出以最大(小)升力为目标的荷载升力相关(LLC)法,分析其原理,并给出具体的计算步骤。当风压为全相关时,LLC法得到的等效风荷载即为屋面的脉动风压,因而LLC法将用于结构整体计算和围护结构计算的风荷载公式相统一。通过两个实例检验LLC法计算低层房屋屋盖结构等效风荷载时的合理性。

高桩承台连续刚构桥最大悬臂施工阶段风荷载分析

以某高桩跨海大桥为背景,介绍了风荷载的计算方法,并对最大双悬臂状态的风载内力、静风稳定性及颤振稳定性进行了验算。验算结果表明:风荷载的大小及作用方式对主梁、主墩及桩基强度和位移影响比较大;风荷载的加载方式对桥梁的稳定性影响较小,对结构稳定性起主要作用的是恒载、施工荷载。

基于风洞试验的风荷载的取值分析研究

以盐城体育馆网壳结构为工程背景,采用测压模型风洞试验,对体育馆顶棚结构上的测压点进行研究,得到各测点体型系数。重点对所有风向角中各测点上的极值风荷载、阵风风荷载进行了统计分析。试验结果表明:结合建筑结构荷载规范以及考虑风振系数后的风荷载,取阵风风荷载和极值风荷载最不利的一组数据,作为围护结构设计的风荷载,可满足设计的要求。

斜风作用下超大跨跨海斜拉桥典型施工状态抖振响应研究

为研究风偏角和风速对超大跨跨海斜拉桥典型施工状态抖振性能的影响,以黄茅海大桥为背景,通过气弹模型风洞试验对斜风作用下该桥边塔最大单悬臂、中塔最大双悬臂、边塔最大双悬臂3种典型施工状态的抖振响应进行分析,并对基于气弹模型风洞试验和《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T 3360-01—2018)的等效静阵风荷载进行对比。结果表明:超大跨跨海斜拉桥各典型施工状态抖振响应最不利风偏角为0°~30°,各典型施工状态在各风偏角下的抖振响应与风速呈二次函数关系;各典型施工状态下竖向抖振响应主要由主梁一阶对称竖弯模态贡献,横向和扭转抖振响应主要由桥塔一阶横弯模态贡献;与基于气弹模型风洞试验的等效静阵风荷载相比,基于规范计算的等效静阵风荷载偏不安全,建议进一步研究超大跨跨海斜拉桥的等效静阵风荷载。

大跨径刚构连续梁桥悬臂施工阶段抗风性能

依托长白山国际旅游度假区主跨160m三跨刚构连续梁桥工程,利用Midas Civil软件对依托工程各悬臂施工阶段的动力特性进行计算,分析各个施工阶段的振型和基频的变化规律。根据桥址处的气候条件,计算阵风风速,利用Midas FEA软件CFD模块模拟风场区域,计算桥梁结构最大悬臂状态三分力系数,进而求得静阵风荷载。采用抖振力的实用简化计算方法进行桥梁最大悬臂状态抖振力分析。验算了在风荷载作用下最大悬臂状态结构的安全性。

松原龙华松花江特大桥悬浇施工风载分析

采用Ansys程序对龙华松花江特大桥施工悬浇阶段刚构桥墩进行风荷载内力分析,保证其结构在自重和静阵风荷栽下可以安全施工。

连续刚构桥最大悬臂状态风致振动分析

以某一高墩大跨连续刚构桥最不利状态即最大悬臂施工状态为例,建立有限元模型对结构进行动力特性分析,结合数值模拟手段,定量地分析了风致振动影响因素作用的程度,最后结合舒适度分析指标,分析了对施工人员的影响程度,为刚构桥设计以及施工提供了一定的参考价值。

广南高速昭化嘉陵江特大桥扣索系统设计与分析

文章以昭化嘉陵江特大桥为施工背景,介绍了扣挂系统构造、扣索系统分析、锚索计算和静阵风载计算等施工技术要点,并采用大型有限元软件Midas进行了钢管劲性骨架拱肋节段缆索吊装的仿真分析,得出了各阶段扣索和锚索的索力以及钢骨架的应力值,考虑了在最大悬臂阶段阵风风载对扣索系统的影响,为施工提供了指导。

高速·滨湖时代广场C1#楼围护结构风压试验

对高速·滨湖时代广场C1#楼进行了刚体模型测压风洞试验,通过风荷载对建筑表面设计加以确定,如果综综合目前的国内外研究进展,或者根据现行的建筑结构荷载进行分析,提供了用阵风风荷载和极值风荷载两种方法计算的围护结构设计用风荷载。结论:无论是最不利负风压还是最不利正风压,建筑表面的极值风压多数比阵风风压要略大。在实际应用时,应尽可能的偏向于两者中不利的一组,并将其用于围护结构设计工作当中。