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1、湖南大学硕士学位论文圆柱面巨型网格结构抗风性能研究姓名：王海顺申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：贺拥军20070426硕士学位论文摘要大跨度空间结构是我国近年来发展十分迅速的一个领域。随着空间网格结构向大跨、超大跨、轻质化方向发展，风荷载往往成为结构设计中的控制荷载，大跨空间结构的风振响应分析愈益受到关注和重视。圆柱面巨型网格结构是一种新型空间网格结构形式，它具有节约钢材、适合向大跨及超大跨发展等诸多优点，必将会应用于工程实践中。但是国内外对该结构形式的研究相对比较匮乏，现有的文献主要对其形体、力学模型、受力性能、稳定特
2、性和抗震性能等方面作了一些研究，但在其抗风性能方面尚无涉足，值得进一步研究。本文首先基于自然风的特性，采用AR模型模拟具有时间和空间相关性的随机风速时程，并采用改进的Whittle递推算法求解回归系数矩阵。通过对AR模型有关参数的分析讨论得到一些有意义的结论；算例表明：该模拟方法有效，所编制程序可用于超大跨屋面结构随机风场的模拟。然后，本文对圆柱面巨型网格结构的动力特性进行了研究，并对水平向和竖向首阶振型周期进行了一系列的参数分析，从而得到不同参数变化对结构各方向刚度的影响。最后，本文采用时程分析法对结构顺风向的风振响应特性进行
3、了详细的研究，得到了结构中风振内力和位移响应的分布规律和特点；以结构内力峰值对应杆件的响应均值和均方差为指标进行了系统的参数分析，了解了几何、结构、阻尼比、边界约束、气动等参数变化对结构风振响应的影响；针对现行规范中风振系数的不合理性，给出了适用于大跨度网壳结构抗风设计的风振系数求解方法，并对圆柱面巨型网格结构的风振系数进行了研究，给出了抗风设计中风振系数的建议取值。本文的研究为今后的风振分析提供了若干参考性的意见，也为此类结构的工程设计提供了参考。关键词：巨型网格结构；抗风性能；AR模型；动力特性；时程分析法；风振系数I圆柱面
4、巨型网格结构抗风性能研究AbstractLong-spanspacestructureisafieldthatdevelopedveryfastintherecentyears,nowspacestructuresarewidelyusedinconstructions,andbecomelongerandlighterthanbefore.Windloadisalwaysthemostimportantloadinthedesign.So,wind-inducedvibrationanalysisofspacestructur
5、esispaidmoreandmoreattentionto.Thecylindricalreticulatedmega-structureisanewstyleofspacestructures,becauseofitsadvantagessuchassavingsteel,adaptationtolong-spanevensuper-long-span,itwillbeusedinengineeringinthefurther.Recently,researchesofthisstructurearelackingathom
6、eandabroad,already-existentresearchesaremainlyofstructuralforms,mechanicalmodel,mechanicalbehavior,nonlinearstabilityandseismicbehavior.However,thewindresistantcharacteristicsofthisstructurehavenotyetbeenstudied,it’snecessarytoanalyzewind-inducedvibrationresponseofsu
7、chstructurereasonably.Inthispaper,atfirst，basedonthenaturalwindproperties,Auto-Regressivemodelisemployedtosimulatewindspeedtimeseries,whichhastimeandspacecorrelativity,andthemodifiedWhittleiterationmethodisusedtosolvethematrixofregressivecoefficients.Throughanalyzing
8、someparametersfortheARmodel,somemeaningfulconclusionsarepresented.Numericalexamplesindicatethatthemethodisfeasibleandtheprogramcanb
