基于数值风洞的鞍形膜结构风荷载特性研究

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1、ｒ力名Ｘ遠／．■ｓｏｕ醫ＳＴＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ？‘‘‘：么逆．：：硕士学位论文■ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＿论文题目：基子数值风洞的鞍形膜结构，赠载特性研究：遞測：挪；挪专业：结构工程？＿、二－０五年五月：丨懷＾ｍｍｍ．養＿３：国内图书分类号：ＴＵ３８密级公开国际图书分类号：６２４西南交通大学研究生学位论文基于数值风洞的鞍形膜结构风荷载特性研究“”（论文获国家自然科学基金大跨度钢结构屋盖的风雪流作用及响应资助）（项目批准号：５１３７８４２８）年级２０

2、１２级姓名邵丹申请学位级别工学硕士专业结构工程指导老师赵世春教授二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＵ３８３Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２４ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＳＡＤＤＬＥＭＥＭＢＲＡＮＥＳＴＲＵＣＴＵＲＥＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣＳＯＦＷＩＮＤＬＯＡＤＳＢＡＳＥＤＯＮＮＵＭＥＲＩＣＡＬＷＩＮＤＴＵＮＮＥＬＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＳｈａｏＤａｎＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅ

3、Ａｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅｇｐｐｇＳｅｃｉａｌｉｔ：ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｐｙｇｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＺｈａｏＳｈｉｃｈｕｎｐＭａｙ．２０１５西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人授，允许论文被查阅和借阅权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于．保密口１，在年解密后适用本授权书；

4、２．不保密使用本授权书。“”（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：：ｉ。ｌｋ＆，ｌ３西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：－－鞍形膜结构为研究对象本文以典型张拉膜结构，对其进行ＣＦＤ数值风洞模拟、找形分析及自振特性分析，并基于ＡＤＩＮＡ有限元软件对其进行流固稱合结构响应分析研究：。论文的工作与创新性在于（１）对鞍形膜结构进行ＣＦＤ数值风洞模拟，分析了风向、风速、矢跨比等参数变化对结构风荷载及绕流特性的影响。结果表明：对大跨索膜结构来说，其竖向升力是重要荷载。（２）对

5、张拉膜结构的两种基本体型单元双曲抛物面单元（鞍形单元）和类锥型悬链面单元（伞形单元）进行找形分析，并对鞍形膜结构进行自振特性研究，详细探讨、、。膜预应力张拉刚度矢跨比等因素对张拉膜结构自振特性的影响结果表明：在各“”个参数中，膜面初始预应力和结构跨度对自振频率影响显著，并且存在最优矢跨比。（３）基于ＡＤＩＮＡ有限元软件对鞍形膜结构进行单向稱合及双向稱合下的结沟响应对比分析。研究表明：索膜结构的流固耦合响应可以用基于弱流固稱合理论的单向耦合进行分析研究。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不

6、包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要膜结构以其造型美观一、施工简便等诸多优点，已然成为２１世纪最具代表性的种全新的建筑形式；但其轻、柔等特点使得结构对风荷载十分敏感，因此研究索膜结构在风荷载作用下的结构响应具有重要的理论和工程意义一。本文以典型索膜结构鞍形、膜结构为研究对象，对其进行ＣＦＤ数值风洞模拟找形分析及自振特性分析，并对其进行了流固稱合结构响应分

7、析。论文的主要研究内容及结论如下：（１）对鞍形膜结构进行ＣＦＤ数值风洞模拟研究，并详细对比分析了不同参数下结构的平均风压系数及流场特征。结果表明对大跨索膜结构来说，其竖向升力是重要荷载。（２）对空间张拉膜结构的基本体型单元双曲抛物面单元和类锥型悬链面单元进行找形分析；并结合鞍形膜结构的找形结果，详细分析了膜面初始预应力、矢跨比等参数对索膜结构自振特性的影响。结果表明：索膜结构的自振频率