积雪漂移对空间结构动力稳定性的影响

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1、振动与冲击第３０卷第２期ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫＶｏｌ．３０Ｎｏ．２２０１１积雪漂移对空间结构动力稳定性的影响黄友钦，顾明，周癶毅（同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海２０００９２）摘要：以一单层柱面网壳为例，以ＢｕｄｉａｎｓｋｙＲｏｔｈ准则为动力失稳判别准则，研究积雪漂移对风雪耦合作用下空间结构动力稳定性的影响。由风洞试验获得结构表面的风荷载时程，通过数值方法模拟风力下积雪在结构表面的漂移。结果表明，风力下网壳顶部的

2、积雪发生侵蚀而迎风与背风面的积雪发生沉积，沉积区和侵蚀区之间形成与风向角一致的分界线。所有风向角下积雪漂移均使单层柱面网壳的动力稳定性降低。风吹雪时间越长，结构的动力稳定性越差，但影响程度随时间逐渐降低。随着初始积雪厚度的增加，结构的动力稳定性降低。关键词：积雪漂移；空间结构；动力稳定性中图分类号：ＴＵ３３文献标识码：ＡＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｎｏｗｄｒｉｆｔｉｎｇｏｎｄｙｎａｍｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆａｓｐａｔｉａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅＨＵＡＮＧＹｏｕｑｉｎ，ＧＵＭｉｎｇ，ＺＨＯＵＸｕａｎｙｉ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＤｉｓ

3、ａｓｔｅｒＲｅｄｕｃｔｉｏｎｉｎＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｓｉｎｇｌｅｌａｙｅｒｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｒｅｔｉｃｕｌａｔｅｄｓｈｅｌｌｗａｓｔａｋｅｎａｓａｎｅｘａｍｐｌｅｔｏｓｔｕｄｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｎｏｗｄｒｉｆｉｎｇｏｎｄｙｎａｍｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆａｓｐａｔｉａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｕｎｄｅｒｃｏｕｐｌｅｄｗｉｎｄａｎｄｓｎｏｗｌｏａｄｓｗｉｔｈＢｕｄｉａｎｓｋｙＲｏｔｈｃｒｉｔｅｒｉｏｎ．Ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｗｉｎｄｌｏ

4、ａｄｓｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｔｈｅｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｔｅｓｔ，ａｎｄｔｈｅｓｎｏｗｄｒｉｆｔｉｎｇｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｕｎｄｅｒｗｉｎｄａｃｔｉｏｎｓｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎＦＬＵＥＮＴｗｉｔｈａｎａｄｄｅｄＣ＋＋ｃｏｄｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｓｎｏｗｅｒｏｄｅｓｔｈｅｔｏｐｏｆｔｈｅｓｈｅｌｌｂｕｔｄｅｐｏｓｉｔｓｏｎｔｈｅｗｉｎｄｗａｒｄａｎｄｌｅｅｓｉｄｅｏｆｔｈｅｓｈｅｌｌ，ｔｈｅａｎｇｌｅｏｆｔｈｅｄｉｖｉｄｉｎ

5、ｇｌｉｎｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｅｒｏｓｉｏｎａｒｅａａｎｄｔｈｅｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｒｅａｉｓｉｄｅｎｔｉｃａｌｔｏｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｗｉｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎ；ｔｈｅｓｎｏｗｄｒｉｆｔｉｎｇｏｎｔｈｅｓｈｅｌｌｄｅｃｒｅａｓｅｓｉｔｓｄｙｎａｍｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎａｌｌｔｙｐｉｃａｌｗｉｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ；ｔｈｅｌｏｎｇｅｒｔｈｅｄｕｒａｔｉｏｎｏｆｓｎｏｗｄｒｉｆｔｉｎｇ，ｔｈｅｗｏｒｓｅｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｈｅｌｌ，ｂｕｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｎｏｗｄｒｉｆｔｉｎｇｄｒｏｐ

6、ｓｗｉｔｈｉｔｓｔｉｍｅｄｕｒａｔｉｏｎ；ａｌｓｏ，ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｈｅｌｌｄｒｏｐｓｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｓｎｏｗｄｅｐｔｈｏｎｔｈｅｓｈｅｌｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｎｏｗｄｒｉｆｔｉｎｇ；ｓｐａｔｉａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｄｙｎａｍｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙ在我国北方地区，雪荷载是作用于空间结构的重际积雪漂移造成的复杂分布可能对结构的动力稳定性要荷载。近几年由于天气变化异常，南方地区也常发有很大影响。国内外学者对空间结构动力稳定性的研生百年一遇的大雪。从大量暴风雪中结构破坏的事故究常集中

7、在阶跃荷载、脉冲荷载和简谐荷载等简单荷［１，２］［５］［６］分析中发现，积雪漂移引起屋面雪压不均匀分布从载和地震荷载，风荷载和雪荷载同时作为动力荷而导致雪荷载超过设计荷载是引起结构倒塌的主要原载考虑的文章十分少见。积雪漂移是空间结构屋盖上因。空间结构一般跨度较大，在动力荷载作用下可能经常发生的现象，特别是百年一遇大雪中对空间结构［３］发生动力失稳。风雪荷载耦合作用是一种特殊的动的动力稳定性可能有很大影响。关于风吹雪时间、积力荷载，积雪在风力下发生漂移，相当于空间结构的质雪厚度等对动力稳定性的影响尚未见研究。量发生重分布，因此在积雪漂移过程中结构系统可

8、能［４］１研究方法处于稳定最不利状态。建筑结构荷载规范在考虑屋面雪压不均匀分布时只规定了简单的分布形状，而实