雙柱面網(wǎng)殼并列布置風致干擾數(shù)值模擬

為研究超高層建筑風致內壓的干擾效應,在不同干擾工況下對一典型開洞超高層建筑進行了內壓風洞試驗.分析了不同截面寬度、不同高度施擾建筑干擾下的平均與峰值內壓干擾因子的分布規(guī)律,并通過功率譜分析,研究了有、無干擾建筑時脈動內壓的能量分布.結果表明:有、無干擾下的超高層建筑風致內壓近似服從高斯分布;串列布置時,隨著施擾建筑與受擾建筑的截面寬度比的增大,內壓干擾因子逐漸減小;在并列布置且側面開洞時,平均與峰值內壓均呈放大效應,且干擾因子隨著寬度比的增大而隨之增加,峰值內壓干擾因子最大值為1.33,此時若并列間距較小時,旋渦脫落共振峰值消失,但helmhohz共振峰值能量會被大幅提高;當串列布置且施擾建筑高度與開洞所在高度相近時,側面開洞受擾建筑的峰值內壓始終被放大,峰值內壓干擾因子最大值為1.12.

在相鄰建筑物的干擾下,受擾高層建筑的風荷載與其在孤立狀態(tài)下相比會有較大的變化。本文采用動態(tài)測力天平技術,通過模型風洞試驗研究了方形截面高層建筑在周邊另一個同樣建筑的氣動干擾下,其平均、脈動和峰值扭轉風荷載的干擾效應,分析了建筑物間距、風場和風向角等參數(shù)的影響。研究表明,高層建筑扭轉荷載的干擾效應很顯著,b類風場0°風向角下,峰值扭矩干擾因子ifp可達2.1,45°風向角下更可高達3.5。最后通過分析受擾模型的基底扭矩譜討論了上游建筑旋渦脫落的影響。

首先采用測力天平模型風洞試驗研究了2棟高層建筑間的靜力干擾效應,得到2個相同的方形截面建筑在不同相對位置時的靜力干擾因子fm.然后基于fluent6平臺采用rng(renormalizationgroup,重整化群理論)κ-ε湍流模型,計算了d類地貌風場中2棟高寬比均為6的方形高層建筑模型(10cm×10cm×60cm)在串列、并列和偏置狀態(tài)下的靜態(tài)三維流場和風荷載;并與風洞試驗得到的靜力干擾因子進行了比較.結果表明,數(shù)值模擬方法是研究建筑物靜力干擾效應的一種有效途徑,相對于試驗方法,數(shù)值模擬更具有優(yōu)勢.

干煤棚柱面網(wǎng)殼結構的設計

從建筑群風效應的角度出發(fā),運用數(shù)值模擬方法,結合風洞模型試驗對群體低層四坡屋面房屋周圍的風場及表面風壓進行了計算和分析,并與雙坡屋面建筑群做比較,在單體數(shù)值模擬計算結果和風洞試驗結果有較好吻合的前提下,獲得了有相鄰建筑干擾的情況下,低層四坡屋面房屋的表面風壓的變化規(guī)律,為群體建筑的合理建筑形式及結構抗風設計提供理論依據(jù)。

大跨度單層柱面網(wǎng)殼在強震下的失效研究——采用考慮鋼材損傷累積的本構模型，系統(tǒng)分析了結構參數(shù)對單層柱面網(wǎng)殼結構失效模式和失效極限荷載的影響，其中包括：不同屋面質量的影響；不同矢跨比，以及不同長寬比的影響?！　?/p>

單層柱面網(wǎng)殼穩(wěn)定性驗算公式——本文有計劃地對380例實際尺寸的單層柱面網(wǎng)殼進行了荷載-位移全過程分析,求得了它們的極限承載力。系統(tǒng)地考察了網(wǎng)殼幾何參數(shù)、初始幾何缺陷和荷載不對稱分布等因素對網(wǎng)殼穩(wěn)定性的影響。通過這種大規(guī)模參數(shù)分析的方法,較好地掌握了...

對采用移動支架安裝法的柱面網(wǎng)殼進行施工全過程跟蹤分析,結果表明并不是所有桿件的最大內力均出現(xiàn)在施工結束時,沒有跟蹤施工過程進行分階段設計計算的常規(guī)設計方法,計算結果存在偏不安全的誤差,應強調施工內力分階段設計計算的重要性。

后張拉整體成型局部雙層柱面網(wǎng)殼成型過程的研究——局部雙層柱面網(wǎng)殼可以通過后張拉閉合平板網(wǎng)架中預留縫隙的方法張拉而成。提出一種可用于張拉成型局部雙層柱面網(wǎng)殼的平板理論模型，給出預測成型形狀的理論公式。利用ansys1o．o有限元計算程序，通過不同節(jié)點...

120m_210m半封閉柱面網(wǎng)殼——北京華能電廠干煤棚跨度為120米，是目前國內跨度最大的柱面結構。本文從結構選型、受力分析、結構設計、構造措施、施工方案等方面進行詳細的研究并給出比較確切的風載體型系數(shù)。根據(jù)干煤棚結構的特點，結合作者以往的設計經(jīng)驗和相...

在風洞中用高頻動態(tài)天平研究了兩個高層建筑間的風致干擾效應。通過分析上游施擾模型的尾流和動態(tài)天平試驗中受擾模型的基底彎矩譜,得到了上游建筑的旋渦脫落、上游建筑對受擾建筑自身渦脫特性的影響以及上游建筑尾流中紊流的增強這三種因素是建筑物風致動力干擾效應的機理。最后分析了風場對動力干擾效應的影響。

近年來大量超高層建筑結構與風荷載相關的研究工作相繼開展,取得了很多有意義的成果。文章以某超高層建筑為例進行了研究,在隨機風致振動影響下,敘述了風荷載特性與脈動風荷載的數(shù)值模擬方法。采用matlab軟件分析了結構在x、y兩個不同方向在脈動風荷載作用下的時程響應,為提高結構的安全舒適使用性能以及為該結構的風振控制設計提供了依據(jù)和參考。

提出等邊三角型柱面網(wǎng)殼的假設,根據(jù)網(wǎng)殼結構的幾何特性,推導其網(wǎng)格形狀為等邊三角形時的條件公式,然后利用ansys的參數(shù)化編程語言apdl,編制相應的宏程序,實現(xiàn)其參數(shù)化建模。最后結合算例進行靜定分析,與五種基本型式柱面網(wǎng)殼的靜定分析結果比較,驗證其假設的合理性。

為了獲得大型冷卻塔的內表面風壓,應用cfd數(shù)值模擬方法進行計算,分別采用可實現(xiàn)的k-ε湍流模型和多相流模型計算由外風場作用和冷熱空氣自循環(huán)系統(tǒng)產生的內壓,并分析這2種內壓沿高度和緯度的分布規(guī)律,進行2種內壓的合成計算,最后給出冷卻塔內壓的建議值.計算結果表明:外風場作用產生的內壓隨高度和緯度變化明顯,自循環(huán)系統(tǒng)產生的內壓沿著緯度幾乎不變.當外風場風速較小時,自循環(huán)系統(tǒng)產生的內壓在合成內壓中占一定的比例,當外風場風速較大時,自循環(huán)系統(tǒng)產生的內壓可以忽略.

網(wǎng)殼施工時的受力情況不同于設計狀態(tài),應用ansys中的生死單元法,對大跨度雙層張弦網(wǎng)殼施工進行模擬分析,并對施工全過程進行監(jiān)測,將模擬計算結果與監(jiān)測值、設計值進行比較,驗證施工方案的可行性,確保了網(wǎng)殼在施工時的安全。實踐表明,施工模擬分析和監(jiān)控的結合,可對施工全過程進行指導和控制。

某雙層柱面網(wǎng)殼鋼結構廠房結構設計——以某雙層柱面網(wǎng)殼鋼結構廠房為工程背景，利用有限元設計分析軟件sap2000對該網(wǎng)殼進行了恒載、活載、風載下應力和位移分析，考察了該網(wǎng)殼的自振特性并對鋼網(wǎng)殼屋蓋的結構選型，荷載取值與工況組合，結構計算與分析進行了介...

以某雙層柱面網(wǎng)殼鋼結構廠房為工程背景,利用有限元設計分析軟件sap2000對該網(wǎng)殼進行了恒載、活載、風載下應力和位移分析,考察了該網(wǎng)殼的自振特性;并對鋼網(wǎng)殼屋蓋的結構選型,荷載取值與工況組合,結構計算與分析進行了介紹;與設計軟件3d3s的結果進行對比。對比分析表明:有限元分析計算結果和設計軟件計算結果基本接近,網(wǎng)殼各桿桿及下部結構構件的強度、穩(wěn)定和長細比均符合規(guī)范要求,該結構穩(wěn)定可靠,滿足設計、施工和使用的要求。

針對水泥工廠預均化庫屋蓋結構工程,選取跨度60m雙層柱面網(wǎng)殼進行優(yōu)化設計,分析了對其性能及用鋼量的影響要素,結果表明地震作用對用鋼量影響很小,而風荷載是網(wǎng)殼結構設計的控制荷載。

對大跨度、大面積抽空網(wǎng)殼的研究和探索，利用創(chuàng)造性思維在設計、加工、安裝等各個環(huán)節(jié)上進行了改進和創(chuàng)新，形成了一整套行之有效的程序化工藝流程和積累了豐富的現(xiàn)場施工經(jīng)驗，技術經(jīng)濟效果顯著。多哥htcc項目石灰石堆場的建設，該堆場跨度48m、長度88m，采用了抽空大跨度抽空圓柱面雙層網(wǎng)殼技術。

結合工程實際,采用生死單元法對一個120m跨三心圓柱面網(wǎng)殼的滑移法施工全過程進行分析,并與近似驗算法、施工荷載工況下的計算結果進行比較,分析了非線性因素對施工分析結果的影響,并研究了滑移單元劃分方式和牽引點設置方式等施工工藝對結構成型后受力狀態(tài)的影響。

目前對于球面網(wǎng)殼的彈塑性穩(wěn)定性能研究成果較為豐富,而對柱面網(wǎng)殼的彈塑性穩(wěn)定性能以及穩(wěn)定性驗算方法中"安全系數(shù)"的取值問題還缺乏系統(tǒng)研究。為此,基于有限元軟件ansys及自編的前后處理程序,有計劃地針對600余例單層柱面網(wǎng)殼結構進行雙重非線性全過程分析。系統(tǒng)地考察了極限承載力、屈曲模態(tài)、塑性發(fā)展分布等特征響應,總結了初始幾何缺陷和荷載不對稱分布等因素對網(wǎng)殼結構穩(wěn)定性能的影響規(guī)律。定義并統(tǒng)計了代表材料非線性影響的"塑性折減系數(shù)",基于參數(shù)分析結果及概率統(tǒng)計方法對單層柱面網(wǎng)殼的"安全系數(shù)"取值進行重新核定,結果顯示,柱面網(wǎng)殼塑性折減系數(shù)取值范圍為0.362～0.578,兩縱邊柱面網(wǎng)殼安全系數(shù)取3.4,四邊支承柱面網(wǎng)殼取4.5,兩端支承柱面網(wǎng)殼取5.4。

單層柱面網(wǎng)殼結構的抗震性能研究——本文以單層柱面網(wǎng)殼為研究對象．針對結構參數(shù)(矢跨比、荷載、長跨比和支承剛度等)．系統(tǒng)研究了各參數(shù)對結構自振特性及地震響應的影響，得出了四邊支承的單層柱面網(wǎng)殼應同時考慮豎向地震和水平地震作用的結論，并建議用時程法...