大跨弦支穹顶结构的风振响应分析.pdf

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1、四川建筑科学研究第41卷第6期SichuanBuildingScience2015年12月大跨弦支穹顶结构的风振响应分析白记东(天津大学建筑工程学院，天津300072)摘要：弦支穹顶结构是一种新兴的空间结构体系，文章以120m大跨弦支穹顶结构为模型，分析了其自振特性；运用时间历程分析法，对其进行风振反应分析，研究了在风荷载作用下的结构响应和不同参数对风振系数的影响。结果表明，弦支穹顶结构基频较小，频率分布密集，且振型复杂；风荷载作用下结构内力响应比较大；在风力作用下，静风荷载时，弦支穹顶结构和单层网壳结构内力响应比较大；在脉动风荷载作用下，结构内力响应

2、与在静风荷载下同在一个数量级。关键词：弦支穹顶；模态分析；风振系数中图分类号：TU398文献标志码：A文章编号：1008—1933(2015J06—060—03Analysisofwind-inducedvibrationresponseforsuspendomeBAIJidong(SchoolofCivilEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Thesuspendomestructureisanemergingspatialstructuresystem．Thelarge

3、spansuspendomemodelof120metersisanalyzedwithvibrationcharacteristicsandthewind—inducedvibrationresponseandstudiedtheeffectsofdifferentwindloadsofthestructureresponseandthedifferentparametersonthewindvibrationcoeficienteffectusingtimehistoryanalysismethod．Itisindicatethatsuspendo

4、mestructure’Sbasebandissmall，~equencydistributionisintensiveandvibrationmodeiscomplex．Internalforceresponseofthestructureunderwindloadisrelativelylarge．Internalforceresponse，windvibrationcharacteristicsandwindvibrationcoeficientoflargespansnspendomestructureisnotsimplylinearincr

5、easedwhichisdifferentfrommiddleandsmallspansuspendomestructure．Keywords：suspendome；modalanalysis；windvibrationcoeficient网壳。单层网壳结构全部采用BEAM188单元，径0引言向杆、撑杆采用LINK8单元，环向索采用LINKIO单弦支穹项结构于1993年由日本法政大学M．元。单层网壳径向杆采用P219×7钢管，截面积为Kawagucki教授等将下部张拉整体结构与单层球面46．62×10m；下部支撑体系环索采用7×121网壳相结合而形成的

6、一种新型杂交空间结构体半平行钢丝束，截面积为46．57×10m。材料参系lII。对于大跨度的空问体系结构，风荷载往往起数见表1。着关键作用。在风振作用下，大跨覆盖屋面通常受到很大的吸力作用，在强风作用下就有可能引发屋面失稳的现象J。本文对某市体育馆大跨屋盖进行分析，屋盖为120m大跨弦支穹顶结构，分析其自振特性；研究其在风荷载作用下的结构响应；应用时域分析方法，对其进行了风振反应分析，计算出结构位移风振系数。1结构模型图1弦支穹顶结构模型Fig．1Themodelofsuspendome采用有限元软件ANSYS建模如图1所示，跨度120m，矢高15m，

7、上部单层网壳采用凯威特K8表1材料参数Table1Thematerialparameter收稿日期：2014．10．14作者简介：白记东(1989一)，男，河北衡水人，硕士研究生，主要从事工程结构理论及应用研究。E—mail：leencu@163．tom白记东：大跨弦支穹顶结构的风振响应分析6l从内到外的4组环向预应力索编号分别为l、2、3、4，对应的预应力分别为P=816kN，P：=783kN，P=1140kN，P4=1520kN。屋面恒荷载标准值为0．8kPa，按照GB5009-2012(建筑结构荷载规范》J，屋面积雪分布系数取0．7，雪荷载标准值

8、为0．355kPa。对结构进行模态分析，节点荷载按恒荷载标准值+50％活荷载标准值折算成质量块