單層平面索網(wǎng)幕墻結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)分析及實(shí)用抗風(fēng)設(shè)計(jì)方法

單層平面索網(wǎng)玻璃幕墻結(jié)構(gòu)作為一種新型結(jié)構(gòu)形式,以建筑造型美觀,構(gòu)件輕巧纖細(xì),廣泛應(yīng)用于大型公共建筑中,其具有柔性大、阻尼小等特點(diǎn)。作為一種新型結(jié)構(gòu)形式,目前對(duì)其地震反應(yīng)特點(diǎn)和抗震原則缺乏了解。在采用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行單層平面索網(wǎng)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí),會(huì)有多階振型參與結(jié)構(gòu)振動(dòng),高階振型可能也需要考慮,這就需要給出一個(gè)選擇主要貢獻(xiàn)模態(tài)的判斷標(biāo)準(zhǔn)。此外,單層平面索網(wǎng)玻璃幕墻由脆性材料的玻璃面板和沒(méi)有明顯的屈服臺(tái)階和強(qiáng)化階段的索組成,目前我國(guó)抗震規(guī)范給出的三水準(zhǔn)兩階段的抗震設(shè)計(jì)對(duì)其可能并不適用,需要對(duì)其抗震設(shè)計(jì)原則進(jìn)行進(jìn)一步的探討。

利用隨機(jī)模擬風(fēng)振分析方法對(duì)kiewitt6-6型單層球面網(wǎng)殼和三向網(wǎng)格單層柱面網(wǎng)殼的風(fēng)振性能進(jìn)行了系統(tǒng)的參數(shù)分析,包括幾何參數(shù)、氣動(dòng)參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)等,得出可供單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)參考的風(fēng)振系數(shù)。結(jié)果表明,單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的風(fēng)振系數(shù)分布較為均勻,大致為3.0。

本文利用剛性模型風(fēng)洞試驗(yàn)得到的風(fēng)荷載時(shí)程,對(duì)大劇院大跨橢球面屋蓋和圓錐面幕墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)振響應(yīng)時(shí)程分析,總結(jié)了該組合結(jié)構(gòu)位移風(fēng)振響應(yīng)和加速度風(fēng)振響應(yīng)的特性.

針對(duì)單層平面索網(wǎng)幕墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),構(gòu)造了非線性單質(zhì)點(diǎn)體系,利用多條地震動(dòng)記錄,采用時(shí)程分析方法計(jì)算了該類結(jié)構(gòu)在小震、中震和大震下的加速度反應(yīng)譜。在此基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)、平滑處理,得到了適用于單層平面索網(wǎng)玻璃幕墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)地震反應(yīng)譜和地震影響系數(shù)。

單層平面索網(wǎng)玻璃幕墻是點(diǎn)支式玻璃幕墻的一種重要型式,其幕墻玻璃的支承結(jié)構(gòu)為單層平面索網(wǎng)結(jié)構(gòu),在國(guó)內(nèi)外一些大型公共建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。綜述了單層平面索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀,重點(diǎn)闡述了其幾何非線性特征、玻-索協(xié)同工作特性,以及該類結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性及動(dòng)力響應(yīng)等研究成果。同時(shí),對(duì)單層平面索網(wǎng)玻璃幕墻結(jié)構(gòu)研究中所存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析,并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)作了展望。

張拉整體結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)分析——本文應(yīng)用隨機(jī)振動(dòng)理論,對(duì)張拉整體結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)進(jìn)行了分析。將結(jié)構(gòu)離散為空間索和桿單元,建立了多個(gè)模型,對(duì)平均風(fēng)和脈動(dòng)風(fēng)的響應(yīng)進(jìn)行了大量計(jì)算。研究了振型個(gè)數(shù)、阻尼、風(fēng)荷載譜等參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的影響程度,并把線性與非線性...

索穹頂結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)分析——索穹頂結(jié)構(gòu)屬于大跨度空間柔性結(jié)構(gòu)。因其具有質(zhì)量輕、柔性大、阻尼小、自振頻率比較低等特點(diǎn),風(fēng)荷載一般是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制荷載。這類結(jié)構(gòu)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是,索和膜不具有彎曲剛度,在外荷載的作用下結(jié)構(gòu)變形比較明顯,而且索穹項(xiàng)結(jié)構(gòu)剛度...

簡(jiǎn)述了應(yīng)用線性濾波法中的自回歸模型(ar)模擬出給定風(fēng)速功率譜的風(fēng)速時(shí)程序列,并驗(yàn)證其與目標(biāo)譜(davenport譜)的一致性,再通過(guò)規(guī)范公式推導(dǎo)脈動(dòng)風(fēng)載與風(fēng)速之間的關(guān)系,從而得到作用在各節(jié)點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)荷載時(shí)程樣本。以某42m高的通信塔架為原型進(jìn)行了模擬計(jì)算分析,用有限元分析軟件ansys建立其有限元模型,并用matlab獲取了塔架迎風(fēng)面各節(jié)點(diǎn)上的風(fēng)荷載時(shí)程信號(hào)作為動(dòng)力輸入。利用ansys對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析,結(jié)果顯示結(jié)構(gòu)的前幾階振動(dòng)均是平面振動(dòng),第3階振動(dòng)開(kāi)始出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)模態(tài)和局部振動(dòng)模態(tài);同時(shí),基于ansys時(shí)程分析方法計(jì)算了結(jié)構(gòu)在脈動(dòng)風(fēng)載作用下的風(fēng)振響應(yīng)。結(jié)果表明,在僅考慮脈動(dòng)風(fēng)作用的情況下,本塔架結(jié)構(gòu)頂部的水平位移低于規(guī)范規(guī)定的位移限值,但塔架截面變化拐點(diǎn)處的弦桿在風(fēng)載作用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大應(yīng)力,在塔架設(shè)計(jì)中予以注意。

在當(dāng)前的高層建筑施工過(guò)程中,單層索網(wǎng)幕墻已經(jīng)得到十分廣泛的運(yùn)用,其中這一結(jié)構(gòu)體系主要的組成是柔性鋼索,通過(guò)索網(wǎng)剛度的測(cè)量可以快速獲得良好的預(yù)應(yīng)力。這一結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中和傳統(tǒng)的幕墻結(jié)構(gòu)對(duì)比,在受力方面具有一定的復(fù)雜性,而且設(shè)計(jì)與施工難度方面都比較嚴(yán)格,對(duì)保障是高層建筑的施工質(zhì)量具有十分重要的意義。具體分析不同單層索網(wǎng)幕墻結(jié)構(gòu)的形式,并針對(duì)單層的索網(wǎng)幕墻結(jié)構(gòu)具體設(shè)計(jì)情況與施工要點(diǎn)做出具體分析,希望今后的高層建筑施工過(guò)程可以合理把握好單層的索網(wǎng)幕墻結(jié)構(gòu)具體形式,進(jìn)而可以準(zhǔn)確掌握好握索網(wǎng)結(jié)構(gòu)具體設(shè)計(jì)要素。

越來(lái)越多的高層建筑在其頂部設(shè)置了外形美觀的懸挑飄板幕墻。采用頻域內(nèi)的風(fēng)振響應(yīng)譜分析方法,對(duì)高層建筑頂部懸挑平飄板幕墻簡(jiǎn)化模型的風(fēng)振響應(yīng)進(jìn)行了分析。探討了水平脈動(dòng)風(fēng)速譜、飄板所處高度和飄板剛度三個(gè)參數(shù)對(duì)其結(jié)構(gòu)位移風(fēng)振響應(yīng)及風(fēng)振系數(shù)的影響,以供實(shí)際工程設(shè)計(jì)參考。計(jì)算結(jié)果表明:不同風(fēng)速譜計(jì)算所得風(fēng)振響應(yīng)相差較大,最大達(dá)到113.2%;風(fēng)振系數(shù)相差較大,最大達(dá)到60.1%;不同飄板高度所得風(fēng)振響應(yīng)相差較大,最大達(dá)到80.0%。但風(fēng)振系數(shù)相差不大,在17.0%之內(nèi)。不同的剛度所得風(fēng)振響應(yīng)相差較大,最大達(dá)到22.5%,但風(fēng)振系數(shù)相差不大,最大僅為1.5%。

大跨度機(jī)庫(kù)屋蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)分析——屋蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)振動(dòng)力響應(yīng)分析正在成為分析研究中的熱點(diǎn)問(wèn)題。機(jī)庫(kù)結(jié)構(gòu)跨度大,高度高;其一邊有大開(kāi)口,剛度分配不均勻,機(jī)庫(kù)屋蓋結(jié)構(gòu)與一般大跨度屋蓋的自振特性和受力特點(diǎn)均有不同。本文根據(jù)機(jī)庫(kù)屋蓋的特點(diǎn),建立了一種適合大...

針對(duì)現(xiàn)行幕墻設(shè)計(jì)規(guī)范沒(méi)有明確規(guī)定單層平面索網(wǎng)幕墻體系的風(fēng)載荷計(jì)算的問(wèn)題,以某大廈裙房幕墻為研究對(duì)象,用adina分析考慮流固耦合作用的玻璃-索網(wǎng)體系風(fēng)振響應(yīng)分析,并與通常采用的等效靜風(fēng)載荷方法得到的結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)比較.分析表明,對(duì)于非線性的索網(wǎng)玻璃幕墻結(jié)構(gòu),現(xiàn)行載荷規(guī)范采用的等效靜風(fēng)載荷方法會(huì)導(dǎo)致偏于不安全的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果.

采用模型試驗(yàn)和理論分析的方法對(duì)單層平面索網(wǎng)玻璃幕墻結(jié)構(gòu)玻璃與索協(xié)同工作的動(dòng)力性能進(jìn)行研究。首先通過(guò)結(jié)構(gòu)自振特性試驗(yàn)研究玻璃對(duì)于索網(wǎng)結(jié)構(gòu)頻率、振型以及阻尼的影響,然后提出了動(dòng)力荷載作用下玻璃與索網(wǎng)的協(xié)同工作機(jī)理,據(jù)此建立玻璃與索網(wǎng)協(xié)同工作的數(shù)值模型,采用該模型從理論上分析了結(jié)構(gòu)的自振特性。理論分析和試驗(yàn)結(jié)果表明:玻璃的抗彎效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)第一階模態(tài)影響較小,對(duì)結(jié)構(gòu)的高階模態(tài)影響比較明顯;索網(wǎng)+玻璃結(jié)構(gòu)的阻尼遠(yuǎn)大于索網(wǎng)的阻尼,玻璃幕墻結(jié)構(gòu)的阻尼比主要是由玻璃提供的。

點(diǎn)式玻璃幕墻單層索網(wǎng)柔性支承體系將晶瑩通透的建筑玻璃和簡(jiǎn)潔細(xì)小的單層索網(wǎng)有機(jī)結(jié)合,成為建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)融合經(jīng)典。而當(dāng)前關(guān)于單層索網(wǎng)點(diǎn)式玻璃幕墻抗震性能研究甚少,尤其是主體結(jié)構(gòu)對(duì)其地震響應(yīng)的影響。本文針對(duì)不同的主體結(jié)構(gòu)和單層索網(wǎng)的耦合模型,對(duì)單獨(dú)索網(wǎng)地震響應(yīng)研究進(jìn)行整體分析。分析結(jié)果表明:耦合模型的自振特性具有一定的獨(dú)立局部自振特性;主體結(jié)構(gòu)對(duì)單層索網(wǎng)的地震二次輸入影響受主體結(jié)構(gòu)和單層索網(wǎng)自振特性的影響,主要表現(xiàn)為二次輸入頻譜特性和輸入幅值的不同;主體結(jié)構(gòu)對(duì)單層索網(wǎng)的地震響應(yīng)較大,可不同程度的放大或者減弱地震作用;主體結(jié)構(gòu)對(duì)索網(wǎng)高階振型具有激發(fā)效應(yīng)。因而對(duì)現(xiàn)有規(guī)范玻璃幕墻設(shè)計(jì)不考慮主體結(jié)構(gòu)的做法提出了挑戰(zhàn),為進(jìn)一步研究主體結(jié)構(gòu)對(duì)幕墻的影響提供參考。

基于有限單元法,采用梁桿單元建立某型橋梁檢測(cè)車臂架結(jié)構(gòu)的有限元模型。運(yùn)用結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)理論計(jì)算了臂架結(jié)構(gòu)的脈動(dòng)風(fēng)載荷,采用諧波疊加法模擬實(shí)際工況下的脈動(dòng)風(fēng)載荷。在模態(tài)分析和等效風(fēng)載靜力分析的基礎(chǔ)上,計(jì)算出結(jié)構(gòu)風(fēng)振動(dòng)力時(shí)程響應(yīng)。分析結(jié)果表明:臂架結(jié)構(gòu)基頻避開(kāi)了風(fēng)譜能量最大處,能有效避免引起的結(jié)構(gòu)共振;該型橋梁檢測(cè)車臂架結(jié)構(gòu)在強(qiáng)風(fēng)作用下工作,應(yīng)力和結(jié)構(gòu)變形符合設(shè)計(jì)要求。

大型超高層建筑結(jié)構(gòu)具有自由度數(shù)龐大、小阻尼及振型密集等特點(diǎn),針對(duì)傳統(tǒng)方法在處理大型復(fù)雜實(shí)際結(jié)構(gòu)受多點(diǎn)隨機(jī)激勵(lì)中存在計(jì)算效率比較低或精確性不高等不足,提出了基于虛擬激勵(lì)法的復(fù)雜超高聳結(jié)構(gòu)的隨機(jī)風(fēng)振響應(yīng)分析方法.運(yùn)用虛擬激勵(lì)法將脈動(dòng)風(fēng)荷載作用下的多點(diǎn)激勵(lì)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)諧虛擬激勵(lì)向量,并根據(jù)平穩(wěn)隨機(jī)理論推導(dǎo)出相應(yīng)風(fēng)振響應(yīng)的表達(dá)式,自動(dòng)計(jì)入了多點(diǎn)風(fēng)激勵(lì)的空間相關(guān)性和振型間的相關(guān)性.以目前在建的深圳第一高樓——深圳金基大廈為算例,分析結(jié)果驗(yàn)證了方法的有效性和準(zhǔn)確性,可以提高多點(diǎn)隨機(jī)激勵(lì)響應(yīng)的計(jì)算效率和精確度,在大型高層實(shí)際工程風(fēng)振響應(yīng)計(jì)算分析中有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值.

玻璃幕墻結(jié)構(gòu)廣泛用于高標(biāo)準(zhǔn)的建筑外墻裝飾,由于其隔熱、保溫效果不如實(shí)心墻體,且產(chǎn)生光污染。因此,在采用玻璃幕墻的同時(shí),如何從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上盡可能節(jié)省能源、減少玻璃光污染是面臨的新課題。文中以深圳電視中心大廈為例,介紹了設(shè)計(jì)中采用的一些做法,為同類工程提供有益的參考。

文章采用諧波疊加法,使用matlab軟件模擬空間脈動(dòng)風(fēng)壓時(shí)程序列,并轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)風(fēng)荷載;對(duì)幕墻主體結(jié)構(gòu)建模,采用完整的系統(tǒng)矩陣計(jì)算瞬態(tài)響應(yīng)方法,將風(fēng)荷載與地震作用下幕墻結(jié)構(gòu)的順風(fēng)向變形特性及內(nèi)力情況進(jìn)行了詳細(xì)分析與研究。由結(jié)構(gòu)的變形及內(nèi)力分布規(guī)律,指出幕墻各邊框中部為控制性截面,在具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮提高剛度及減小變形的措施。

文章采用諧波疊加法,使用matlab軟件模擬空間脈動(dòng)風(fēng)壓時(shí)程序列,并轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)風(fēng)荷載;對(duì)幕墻主體結(jié)構(gòu)建模,采用完整的系統(tǒng)矩陣計(jì)算瞬態(tài)響應(yīng)方法,將風(fēng)荷載與地震作用下幕墻結(jié)構(gòu)的順風(fēng)向變形特性及內(nèi)力情況進(jìn)行了詳細(xì)分析與研究。由結(jié)構(gòu)的變形及內(nèi)力分布規(guī)律,指出幕墻各邊框中部為控制性截面,在具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮提高剛度及減小變形的措施。

以高層建筑風(fēng)振響應(yīng)分析方法為研究對(duì)象,推導(dǎo)了cqc方法和srss方法的計(jì)算公式;同時(shí),特別介紹了諧波激勵(lì)法(hem),并在虛擬激勵(lì)法的基礎(chǔ)上提出了一種新的算法——譜分解法(sdm)。將這些方法用于廣州西塔風(fēng)振響應(yīng)分析中,結(jié)果表明:cqc方法是精確算法,但計(jì)算量大;srss方法計(jì)算效率高于cqc方法,但會(huì)損失計(jì)算精度;hem方法占用內(nèi)存少,計(jì)算效率高;sdm方法具有和cqc方法一樣的精度,但計(jì)算效率更佳。通過(guò)精度和效率的對(duì)比分析,建議在高層建筑風(fēng)振響應(yīng)分析中優(yōu)先采用hem方法和sdm方法。

一、 0.55kn/m2 38.7m b類 風(fēng)壓高度變化系數(shù)mz:1.542 1.50 2.00 =2×1.542×1.5×0.552.54kn/m2 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk: 玻璃高度h:1800mm 玻璃寬度w:1100mm 玻璃的短邊長(zhǎng)度a:1100mm 玻璃的長(zhǎng)邊長(zhǎng)度b:1800mm 結(jié)構(gòu)膠短期強(qiáng)度允許值f1:0.14n/mm2 結(jié)構(gòu)膠長(zhǎng)期強(qiáng)度允許值f2:0.007n/mm2 結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)寬度cs: cs=wka/(2000f1) =2.54×1100/(2000×0.14)10.0mm 玻璃實(shí)際厚度t:8mm 玻璃材料體積密度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，結(jié)

隨著我國(guó)技術(shù)發(fā)展的進(jìn)步,建筑幕墻的使用逐漸增長(zhǎng),我國(guó)已經(jīng)成為世界使用建筑幕墻大國(guó)。隨著建筑幕墻使用與生產(chǎn)的增多,建筑幕墻的安全問(wèn)題也日益凸顯。我們需要對(duì)建筑幕墻的結(jié)構(gòu)檢測(cè)和方法進(jìn)行探討。本文通過(guò)對(duì)建筑幕墻定義的闡述及特點(diǎn)分析,探討了國(guó)內(nèi)建筑幕墻的安全隱患問(wèn)題,分析了建筑幕墻的結(jié)構(gòu)檢測(cè)及評(píng)價(jià)方法。