大跨平坡屋盖风荷载的合理折减研究

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1、学校代号10532学号S150100126分类号TU242.2密级公开硕士学位论文大跨平坡屋盖风荷载的合理折减研究学位申请人姓名程国用培养单位湖南大学土木工程学院导师姓名及职称祝志文教授学科专业土木工程研究方向结构风工程论文提交日期2018年5月23日学校代号：10532学号：S150100126密级：公开湖南大学硕士学位论文大跨平坡屋盖风荷载的合理折减研究学位申请人姓名：程国用导师姓名及职称：祝志文教授培养单位：土木工程学院专业名称：土木工程论文提交日期：2018年5月23日论文答辩日期：2018年5月26日答辩委员会主席：华旭刚教授Investig

2、ationonreasonablereductiononwindloadoflarge-spanflatroofsbyCHENGGuoyongB.E.(HenanUniversityofTechnology)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorZHUZhiwenMa

3、y,2018湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日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，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行

4、检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书。2．不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I大跨平坡屋盖风荷载的合理折减研究摘要脉动风压相关性随空间的变化，使得结构风荷载折减很有必要。对围护结构而言，中国和日本两国荷载规范对风荷载的计算均考虑了面积折减，但中国荷载规范考虑围护结构风荷载面积折减时在建筑类型、建筑尺寸、屋盖倾角和屋面分区等方面尚缺乏详细的规定。在传统的大跨屋盖模型风洞试验中，由于试验条件的限制，无法在大跨屋盖模型表面上布置十分密集

5、的测压点，以获得风荷载的实际分布，因此需要采用恰当方法考虑结构设计风荷载的折减效应。根据大跨平坡屋盖脉动风压相干函数导出气动导纳函数，通过换元法使气动导纳函数的四重积分表达式简化为二重积分，再将滑动平均滤波器幅值频率响应与气动导纳函数按照截止频率相等的原则进行等效匹配，推导出适用于大跨平坡屋盖风荷载折减的移动平均法。开展了某博物馆大跨平坡屋盖风洞试验，选取屋盖表面典型区域的测点风压时程，从风洞试验角度对本文提出的风荷载折减方法合理性进行了验证。研究表明，统计方法考虑了脉动风压的统计特性，基于风洞试验的统计方法比规范方法在计算大跨平坡屋盖最不利设计风荷载

6、方面更合理；而随着大跨平坡屋盖围护结构尺寸的增大，最不利设计风荷载折减程度趋于稳定。基于Uematsu风洞试验模型进行大跨圆形平屋盖CFD计算，湍流模型选用动力亚格子模型大涡模拟，得到屋盖表面的测点风压时程，从数值模拟角度对本文提出的风荷载折减方法合理性进行了验证。结果显示，基于RANS的入口边界条件的RFG方法在大涡模拟中难以生成自保持的风剖面；围护结构风荷载折减特征区域的选取应避开屋盖表面风压梯度剧烈变化位置和区域。本文提出的适用于大跨平坡屋盖风荷载折减的移动平均法，能为大跨平坡屋盖围护结构最不利设计风荷载的合理确定提供有益的参考。关键词：大跨平坡

7、屋盖；风荷载折减；气动导纳函数；移动平均法；大涡模拟II硕士学位论文AbstractThecorrelationoffluctuatingwindpressurevarieswithdifferentlocationanddistance,whichcertainlymakesitnecessarytoconsiderthewindloadingreduction.TheloadspecificationsofChinesecodeandJapanesecodetakeintoaccountthereductionoverconsideredareao

8、ntheenclosurestructures.However,whenconsidering