单层平面索网幕墙结构的风振响应分析及实用抗风设计方法

单层平面索网玻璃幕墙结构作为一种新型结构形式,以建筑造型美观,构件轻巧纤细,广泛应用于大型公共建筑中,其具有柔性大、阻尼小等特点。作为一种新型结构形式,目前对其地震反应特点和抗震原则缺乏了解。在采用振型分解反应谱法进行单层平面索网结构抗震设计时,会有多阶振型参与结构振动,高阶振型可能也需要考虑,这就需要给出一个选择主要贡献模态的判断标准。此外,单层平面索网玻璃幕墙由脆性材料的玻璃面板和没有明显的屈服台阶和强化阶段的索组成,目前我国抗震规范给出的三水准两阶段的抗震设计对其可能并不适用,需要对其抗震设计原则进行进一步的探讨。

利用随机模拟风振分析方法对kiewitt6-6型单层球面网壳和三向网格单层柱面网壳的风振性能进行了系统的参数分析,包括几何参数、气动参数、结构参数等,得出可供单层网壳结构抗风设计参考的风振系数。结果表明,单层网壳结构的风振系数分布较为均匀,大致为3.0。

本文利用刚性模型风洞试验得到的风荷载时程,对大剧院大跨椭球面屋盖和圆锥面幕墙结构进行风振响应时程分析,总结了该组合结构位移风振响应和加速度风振响应的特性.

针对单层平面索网幕墙结构的特点,构造了非线性单质点体系,利用多条地震动记录,采用时程分析方法计算了该类结构在小震、中震和大震下的加速度反应谱。在此基础上,经过统计、平滑处理,得到了适用于单层平面索网玻璃幕墙结构抗震设计的设计地震反应谱和地震影响系数。

单层平面索网玻璃幕墙是点支式玻璃幕墙的一种重要型式,其幕墙玻璃的支承结构为单层平面索网结构,在国内外一些大型公共建筑中得到了广泛的应用。综述了单层平面索网结构的研究现状,重点阐述了其几何非线性特征、玻-索协同工作特性,以及该类结构的动力特性及动力响应等研究成果。同时,对单层平面索网玻璃幕墙结构研究中所存在的问题进行了分析,并对其发展趋势作了展望。

张拉整体结构风振响应分析——本文应用随机振动理论,对张拉整体结构的风振响应进行了分析。将结构离散为空间索和杆单元,建立了多个模型,对平均风和脉动风的响应进行了大量计算。研究了振型个数、阻尼、风荷载谱等参数对结构风振响应的影响程度,并把线性与非线性...

索穹顶结构风振响应分析——索穹顶结构属于大跨度空间柔性结构。因其具有质量轻、柔性大、阻尼小、自振频率比较低等特点,风荷载一般是结构设计的控制荷载。这类结构的一个显著特点是,索和膜不具有弯曲刚度,在外荷载的作用下结构变形比较明显,而且索穹项结构刚度...

简述了应用线性滤波法中的自回归模型(ar)模拟出给定风速功率谱的风速时程序列,并验证其与目标谱(davenport谱)的一致性,再通过规范公式推导脉动风载与风速之间的关系,从而得到作用在各节点的脉动风荷载时程样本。以某42m高的通信塔架为原型进行了模拟计算分析,用有限元分析软件ansys建立其有限元模型,并用matlab获取了塔架迎风面各节点上的风荷载时程信号作为动力输入。利用ansys对结构进行了模态分析,结果显示结构的前几阶振动均是平面振动,第3阶振动开始出现扭转模态和局部振动模态;同时,基于ansys时程分析方法计算了结构在脉动风载作用下的风振响应。结果表明,在仅考虑脉动风作用的情况下,本塔架结构顶部的水平位移低于规范规定的位移限值,但塔架截面变化拐点处的弦杆在风载作用过程中会产生较大应力,在塔架设计中予以注意。

在当前的高层建筑施工过程中,单层索网幕墙已经得到十分广泛的运用,其中这一结构体系主要的组成是柔性钢索,通过索网刚度的测量可以快速获得良好的预应力。这一结构在施工过程中和传统的幕墙结构对比,在受力方面具有一定的复杂性,而且设计与施工难度方面都比较严格,对保障是高层建筑的施工质量具有十分重要的意义。具体分析不同单层索网幕墙结构的形式,并针对单层的索网幕墙结构具体设计情况与施工要点做出具体分析,希望今后的高层建筑施工过程可以合理把握好单层的索网幕墙结构具体形式,进而可以准确掌握好握索网结构具体设计要素。

越来越多的高层建筑在其顶部设置了外形美观的悬挑飘板幕墙。采用频域内的风振响应谱分析方法,对高层建筑顶部悬挑平飘板幕墙简化模型的风振响应进行了分析。探讨了水平脉动风速谱、飘板所处高度和飘板刚度三个参数对其结构位移风振响应及风振系数的影响,以供实际工程设计参考。计算结果表明:不同风速谱计算所得风振响应相差较大,最大达到113.2%;风振系数相差较大,最大达到60.1%;不同飘板高度所得风振响应相差较大,最大达到80.0%。但风振系数相差不大,在17.0%之内。不同的刚度所得风振响应相差较大,最大达到22.5%,但风振系数相差不大,最大仅为1.5%。

大跨度机库屋盖结构的风振响应分析——屋盖结构的风振动力响应分析正在成为分析研究中的热点问题。机库结构跨度大,高度高;其一边有大开口,刚度分配不均匀,机库屋盖结构与一般大跨度屋盖的自振特性和受力特点均有不同。本文根据机库屋盖的特点,建立了一种适合大...

针对现行幕墙设计规范没有明确规定单层平面索网幕墙体系的风载荷计算的问题,以某大厦裙房幕墙为研究对象,用adina分析考虑流固耦合作用的玻璃-索网体系风振响应分析,并与通常采用的等效静风载荷方法得到的结构风效应比较.分析表明,对于非线性的索网玻璃幕墙结构,现行载荷规范采用的等效静风载荷方法会导致偏于不安全的设计计算结果.

采用模型试验和理论分析的方法对单层平面索网玻璃幕墙结构玻璃与索协同工作的动力性能进行研究。首先通过结构自振特性试验研究玻璃对于索网结构频率、振型以及阻尼的影响,然后提出了动力荷载作用下玻璃与索网的协同工作机理,据此建立玻璃与索网协同工作的数值模型,采用该模型从理论上分析了结构的自振特性。理论分析和试验结果表明:玻璃的抗弯效应对结构第一阶模态影响较小,对结构的高阶模态影响比较明显;索网+玻璃结构的阻尼远大于索网的阻尼,玻璃幕墙结构的阻尼比主要是由玻璃提供的。

点式玻璃幕墙单层索网柔性支承体系将晶莹通透的建筑玻璃和简洁细小的单层索网有机结合,成为建筑与结构设计融合经典。而当前关于单层索网点式玻璃幕墙抗震性能研究甚少,尤其是主体结构对其地震响应的影响。本文针对不同的主体结构和单层索网的耦合模型,对单独索网地震响应研究进行整体分析。分析结果表明:耦合模型的自振特性具有一定的独立局部自振特性;主体结构对单层索网的地震二次输入影响受主体结构和单层索网自振特性的影响,主要表现为二次输入频谱特性和输入幅值的不同;主体结构对单层索网的地震响应较大,可不同程度的放大或者减弱地震作用;主体结构对索网高阶振型具有激发效应。因而对现有规范玻璃幕墙设计不考虑主体结构的做法提出了挑战,为进一步研究主体结构对幕墙的影响提供参考。

基于有限单元法,采用梁杆单元建立某型桥梁检测车臂架结构的有限元模型。运用结构随机振动理论计算了臂架结构的脉动风载荷,采用谐波叠加法模拟实际工况下的脉动风载荷。在模态分析和等效风载静力分析的基础上,计算出结构风振动力时程响应。分析结果表明:臂架结构基频避开了风谱能量最大处,能有效避免引起的结构共振;该型桥梁检测车臂架结构在强风作用下工作,应力和结构变形符合设计要求。

大型超高层建筑结构具有自由度数庞大、小阻尼及振型密集等特点,针对传统方法在处理大型复杂实际结构受多点随机激励中存在计算效率比较低或精确性不高等不足,提出了基于虚拟激励法的复杂超高耸结构的随机风振响应分析方法.运用虚拟激励法将脉动风荷载作用下的多点激励转化为简谐虚拟激励向量,并根据平稳随机理论推导出相应风振响应的表达式,自动计入了多点风激励的空间相关性和振型间的相关性.以目前在建的深圳第一高楼——深圳金基大厦为算例,分析结果验证了方法的有效性和准确性,可以提高多点随机激励响应的计算效率和精确度,在大型高层实际工程风振响应计算分析中有较强的实用价值.

玻璃幕墙结构广泛用于高标准的建筑外墙装饰,由于其隔热、保温效果不如实心墙体,且产生光污染。因此,在采用玻璃幕墙的同时,如何从结构设计上尽可能节省能源、减少玻璃光污染是面临的新课题。文中以深圳电视中心大厦为例,介绍了设计中采用的一些做法,为同类工程提供有益的参考。

文章采用谐波叠加法,使用matlab软件模拟空间脉动风压时程序列,并转换为脉动风荷载;对幕墙主体结构建模,采用完整的系统矩阵计算瞬态响应方法,将风荷载与地震作用下幕墙结构的顺风向变形特性及内力情况进行了详细分析与研究。由结构的变形及内力分布规律,指出幕墙各边框中部为控制性截面,在具体设计时应考虑提高刚度及减小变形的措施。

文章采用谐波叠加法,使用matlab软件模拟空间脉动风压时程序列,并转换为脉动风荷载;对幕墙主体结构建模,采用完整的系统矩阵计算瞬态响应方法,将风荷载与地震作用下幕墙结构的顺风向变形特性及内力情况进行了详细分析与研究。由结构的变形及内力分布规律,指出幕墙各边框中部为控制性截面,在具体设计时应考虑提高刚度及减小变形的措施。

以高层建筑风振响应分析方法为研究对象,推导了cqc方法和srss方法的计算公式;同时,特别介绍了谐波激励法(hem),并在虚拟激励法的基础上提出了一种新的算法——谱分解法(sdm)。将这些方法用于广州西塔风振响应分析中,结果表明:cqc方法是精确算法,但计算量大;srss方法计算效率高于cqc方法,但会损失计算精度;hem方法占用内存少,计算效率高;sdm方法具有和cqc方法一样的精度,但计算效率更佳。通过精度和效率的对比分析,建议在高层建筑风振响应分析中优先采用hem方法和sdm方法。

高层建筑的顺风向风振响应分析及舒适度研究——根据性能设计的要求，高层建筑的抗风设计需要考虑人员舒适性要求。本文提出了用于结构顺风向风振响应分析的广义脉冲响应函数法，用来计算随机激励和结构响应之间的传递函数，这样就可以计算高层建筑结构在风荷载作...

一、 0.55kn/m2 38.7m b类 风压高度变化系数mz:1.542 1.50 2.00 =2×1.542×1.5×0.552.54kn/m2 风荷载标准值wk: 玻璃高度h:1800mm 玻璃宽度w:1100mm 玻璃的短边长度a:1100mm 玻璃的长边长度b:1800mm 结构胶短期强度允许值f1:0.14n/mm2 结构胶长期强度允许值f2:0.007n/mm2 结构胶的粘结宽度cs: cs=wka/(2000f1) =2.54×1100/(2000×0.14)10.0mm 玻璃实际厚度t:8mm 玻璃材料体积密度rv:25.6kn/m3 玻璃面密度r=rvt:0.20kn/m2 cs=rab/[2000(a+b)f2] 10.0mm b、在玻璃自重作用下，结