关键词： 大跨金属屋面   风洞试验   数值计算   抗风承载力   加固措施  

摘要： 金属屋面作为一种重要的建筑结构，因其造型美观，轻质高强等独特优势已被广泛应用于各种大型公共场馆中。然而，当前针对金属屋面抗风性能的研究还存在一定的不足，国内外金属屋面风揭破坏现象时有发生，对人们的生活和生命财产都产生了严重的威胁。因此，本文以厦门国际博览中心金属屋面工程为背景，基于风洞试验研究了大型金属屋面在风荷载作用下的抗风性能，采用的基本风压为100年一遇的0.95 kN/m2。通过搭建风洞试验平台，模拟不同风速和风向角下金属屋面的受力状态，测量和分析其受力特点、等效风荷载和和风振系数等分布规律。得出了围护结构风荷载标准值，并对常见的两种计算方法进行了对比分析；在围护结构的风荷载标准值计算中采用两种方法的包络结果较为安全。采用ANSYS有限元软件建立了陆侧展厅的金属屋面模型，并进行风振计算，通过分析位移时程，典型节点等效风荷载等，得出了可用于本工程设计的整体风荷载值。总结了金属屋面在强风环境下的受力特点和失稳形态，并分析了影响金属屋面抗风性能的因素。提出了金属屋面抗风设计的加固措施，包括增强抗风连接和锁边高度，合理选用材料和构造形式等，为今后该类结构的设计提供了一定的理论指导和科学依据。

关键词： 斜拉桥   最大双悬臂施工状态   临时墩   临时风缆   风致响应  

摘要： 研究目的:大跨径斜拉桥在最大双悬臂施工状态下结构刚度较小,对风荷载引起的结构风致振动响应较为敏感。本文以受沿海台风影响区域的一座主跨316 m斜拉桥为研究对象,根据风洞试验确定主梁的气动三分力系数,对比分析不同风缆布置方案与不同临时墩布置方式对大桥风致响应控制效果的影响。研究结论:(1)增设临时风缆可使主梁竖弯基频提高22.0%~32.5%,对结构自身的扭转基频影响效果不显著;临时风缆对主梁竖向位移和主塔顺桥向位移控制有一定作用,固定位置在主梁最大悬臂长度的80%~90%范围内效果较好;(2)临时墩的抗风减振效果显著优于临时风缆,临时墩的设置使主梁悬臂端竖向位移响应降低了53.5%~65.5%,对主梁悬臂根部的顺桥向弯矩与横桥向弯矩的控制效果较为明显,降幅11.7%~58.8%;(3)在选择桥梁临时抗风措施时,需综合考虑抗风需求、施工条件、施工风险和经济性;(4)本研究成果可为大跨度斜拉桥临时抗风措施的选择提供参考。

关键词： 端部开敞筒壳网架   数值模拟   局部开合气动措施   静风效应   脉动风效应  

摘要： 大跨空间网架结构因跨度大、阻尼小、柔度高,在强风下局部易受损,从而导致整体发生风致连续破坏,是一种典型的风敏感结构。由于网架结构在很多情况下并不是完全封闭的,结构本身存在局部开敞或由风致破坏形成的洞口,都会瞬间引起结构内风压的增大,若以封闭结构来考虑其风荷载分布将会造成很大的误差,而我国《建筑结构荷载规范》对这类开敞结构的风荷载取值尚无具体规定。因此本文以端部开敞筒壳网架为研究对象,针对这类开敞结构的静风效应和脉动风效应运用FLUENT的风工程计算功能进行数值风洞研究,并基于气动优化原理,提出局部开合的气动措施,强风时自动打开以控制风场,减小风致效应;无强风时则关闭。本文主要研究内容和结论如下: (1)基于雷诺平均法对端部开敞筒壳网架的静风效应进行风工程计算。首先与李元齐风洞试验结果对比,验证数值模拟的正确性。其次,考虑四种典型风向角下端开敞网架的静风效应并运用FLUENT软件开展数值风洞分析,给出端开敞网架的风压系数,供相关工程设计参考。 (2)研究局部开合气动措施对结构静风效应的控制效果。针对结构表面平均风压较大且受湍流漩涡影响显著的区域,设计局部开合结构来优化结构局部高压区静风压,从风压系数极值角度评估局部抗风性能,并探讨该设计对结构周围流场的优化效果。结果表明:端开敞网架在迎风前缘、背风面、天窗处的局部高负压,以及90°风向角下迎风面底部位置的局部高正压得到有效降低,同时,四种风向角下,结构表面风压系数极值分别降低了5%、28%、34.5%、12%,表明局部开合气动措施可以有效改善静风压作用下网架结构的局部抗风性能。此外,流场可视化功能显示,局部开合气动措施削弱了结构内部以及背风面区域的漩涡作用,控制了结构风流场的走向,从而减小了网架结构的静风效应。 (3)基于大涡模拟法研究局部开合气动措施对结构脉动风效应的控制效果。基于谐波叠加法模拟流域入口脉动风速时程,并与目标功率谱对比来验证其准确性。将脉动风速时程引入流场,给出端开敞网架的脉动风压系数和风振系数,供相关工程设计参考,并从风荷载和风致响应两个角度评价该气动措施的抗风性能。结果表明:局部开合气动措施显著降低了端开敞网架迎风前缘、背风面底部、天窗以及内部网架根部处的脉动风压,同时,四种风向角下,结构外表面脉动风压系数峰值分别下降-6.7%、24.5%、10.5%、3.3%,内表面脉动风压系数峰值分别下降43.6%、76.1%、77.1%、35.6%,表明该气动措施能够有效降低网架结构的脉动风压,对内风压的优化效果更为显著;0°风向角下,结构风振响应最为显著的区域出现在迎风前缘区和边跨位置,局部开合设计后,这两个区域的风振系数分别降低了13.5%和14.5%,表明局部开合气动措施能够有效降低结构的脉动风致响应,提高网架结构在脉动风作用下的抗风性能。

关键词： 大跨网架结构   非平稳强风   计算风工程   瞬态风场   风振分析  

摘要： 2017年8月华北地区某电厂大跨双筒壳干煤棚网架在瞬时强风作用下,结构局部发生倒塌现象。以该工程案例作为研究对象,运用网架结构设计软件STADS,借助Matlab和Fluent平台,对该网架倒塌部位在瞬时强风作用下的风振响应进行了模拟分析。首先基于Matlab平台采用谐波叠加法生成了多点输入的非平稳风速谱,然后运用STADS的转换程序生成Fluent精确的风工程计算模型,其次通过UDF定义将生成的多点输入非平稳脉动来流风引入流场,运用大涡模拟(LES)进行了瞬时强风的瞬态计算,获得了结构表面的风压时程进而转换成节点压力时程,最后返回STADS采用Newmark法进行时程分析,计算得到各点位移时程,进而获得了垮塌部位的位移风振系数。通过STADS转换程序提高了筒壳网架结构瞬态风场模拟效率,深化了非平稳风场下结构风振响应的认识,供此类大跨网架结构抗风设计参考。

关键词： 活动防雨棚   抗旱性测试   应力分析   抗风措施  

摘要： 在2022年中央一号文件提出全面实施种业振兴行动方案的背景下,农作物品种测试工作起到的作用愈发关键,活动防雨棚作为一种在品种抗旱性测试中广泛应用的农业设施建筑,目前没有成熟的设计方案,亟需设计上的理论指导。通过对目前国内活动防雨棚的基本类型和结构体系进行归纳总结,以广东省湛江市12 m跨度活动防雨棚设计为分析案例,梳理相关规范的条文及说明,提出设计年限为20年;设计基准期取30年;建筑结构安全等级取三级;结构重要性系数取0.90等建议。建立结构模型进行分析计算,选取合理的构件规格尺寸,统计相应用钢量,提出设计时的注意事项及相应解决方案,为今后活动防雨棚的设计提供借鉴作用。

关键词： 门式刚架   抗风柱   水平荷载   节点构造   梁的挠度   边梁   轻钢屋面   弹簧片  

摘要： 1问题引入抗风柱与门式刚架轻型房屋钢结构边梁连接时,可以不采用弹簧片,直接采用固定连接吗?2网友讨论@兴涛如果不采用侧边弹簧片连接,系杆又做在靠近钢梁上翼缘处,抗风柱传来的水平荷载不能直接传给系杆,会造成钢梁受扭,建议采用侧边弹簧片连接。@朱磊轻钢屋面梁的挠度比较大,就算不采用弹簧片,也要采用类似的只传递水平力的节点构造。

关键词： 门式刚架   抗风柱   结构设计  

摘要： 端榀实腹式门式刚架相对中间榀而言,受力较为复杂,端榀刚架承担两个平面方向的风荷载,同时还有抗风柱相连。由于抗风柱的边界条件相对灵活,通常由设计指定约束并对其进行相应设计,因此抗风柱对主刚架柱的作用不容忽视,尤其是设计成两端铰接时,抗风柱(此时被称为摇摆柱)的不利影响在设计过程中往往通过主刚架柱计算长度增大系数来体现,本文以常见位于低地震烈度区的无吊门式刚架作为研究对象,具有普遍性和代表性,主要探讨不同边界条件下的抗风柱对主刚架稳定设计的影响,对于工程设计具有一定的实际参考意义。

关键词： 建筑幕墙/外门窗   抗风压性能   变形检测  

摘要： 本研究针对建筑幕墙/外门窗抗风压变形检测的过程中出现的数据问题,分析了产生的原因,经过纠正问题后的试验得到了有效的试验数据,避免因安装位移计不当导致检测数据出现错误。

关键词： 悬索桥   公路桥   免涂装耐候钢   钢-混组合梁   抗风措施   疲劳   焊接   锈层稳定化  

摘要： 怀来县官厅水库特大桥是北京冬奥会的配套工程,全国首座采用免涂装耐候钢的组合结构加劲梁悬索桥,720 m主跨为我国北方地区最大跨度桥梁。采用钢-混组合结构作为悬索桥的加劲梁,可从根本上解决钢桥面板开裂、桥面铺装病害等问题,同时大幅降低运营维护费用;免涂装耐候钢,具有经济、环保的特点,但国内缺少大规模成功应用的工程范例,也没有免涂装耐候钢桥设计及施工标准。结合大桥建设的条件和要求,对大跨度悬索桥钢-混组合结构加劲梁、高性能耐候钢轧制及焊接、耐候钢桥梁锈层稳定化及制造架设等三大难题开展了技术研究。研究结果表明:钢-混组合梁采用密横梁结构,设置2道次纵梁作为下稳定板,外侧设置风嘴,颤振临界风速达到51.5 m/s,钢-混组合结构加劲梁与抗风措施对千米级悬索桥具有较好的疲劳受力性能和经济适用性;耐候桥梁钢采用“微合金化、热机械轧制”生产工艺,研制的配套焊材与焊接方法具有“耐候性、高韧性”特点,焊缝耐候指数大于6.2,实现了钢结构桥梁低碳建造、绿色环保;采用免涂装耐候钢,与“普通钢材+涂装”相比,全寿命周期成本降低约55%;耐候桥梁钢采用加速锈层稳定化工艺,以及钢-混组合结构加劲梁架设方法,满足了大跨度悬索桥建设与运营的要求。

关键词： 拖带   抛锚就位   避风   风险防控  

摘要： 本文针对海上风机安装设备-非自航浅水坐底工程船,涉及海上拖带、进场就位以及恶劣气象条件下撤场抗风等动作进行阐述,包括前期准备、恶劣气象应急预案制定以及针对不同海况地质条件下的进场布锚就位条件的核对和及布锚就位方案的制定都进行了阐述;同时最为重要的是对整个过程中风险点的预判及风险控制手段进行了提示和防控,另外结合本船实际,阐述坐底抗风和浮态抗风方式的优缺点;提出了作者自己的观点和风险防控手段。