單層平面索網(wǎng)幕墻結(jié)構(gòu)的風振響應分析及實用抗風設(shè)計方法

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,廣泛應用于大型公共建筑中,其具有柔性大、阻尼小等特點。作為一種新型結(jié)構(gòu)形式,目前對其地震反應特點和抗震原則缺乏了解。在采用振型分解反應譜法進行單層平面索網(wǎng)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時,會有多階振型參與結(jié)構(gòu)振動,高階振型可能也需要考慮,這就需要給出一個選擇主要貢獻模態(tài)的判斷標準。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有明顯的屈服臺階和強化階段的索組成,目前我國抗震規(guī)范給出的三水準兩階段的抗震設(shè)計對其可能并不適用,需要對其抗震設(shè)計原則進行進一步的探討。

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

本文利用剛性模型風洞試驗得到的風荷載時程,對大劇院大跨橢球面屋蓋和圓錐面幕墻結(jié)構(gòu)進行風振響應時程分析,總結(jié)了該組合結(jié)構(gòu)位移風振響應和加速度風振響應的特性.

針對單層平面索網(wǎng)幕墻結(jié)構(gòu)的特點,構(gòu)造了非線性單質(zhì)點體系,利用多條地震動記錄,采用時程分析方法計算了該類結(jié)構(gòu)在小震、中震和大震下的加速度反應譜。在此基礎(chǔ)上,經(jīng)過統(tǒng)計、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)計的設(shè)計地震反應譜和地震影響系數(shù)。

單層平面索網(wǎng)玻璃幕墻是點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),在國內(nèi)外一些大型公共建筑中得到了廣泛的應用。綜述了單層平面索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀,重點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)的動力特性及動力響應等研究成果。同時,對單層平面索網(wǎng)玻璃幕墻結(jié)構(gòu)研究中所存在的問題進行了分析,并對其發(fā)展趨勢作了展望。

張拉整體結(jié)構(gòu)風振響應分析——本文應用隨機振動理論,對張拉整體結(jié)構(gòu)的風振響應進行了分析。將結(jié)構(gòu)離散為空間索和桿單元,建立了多個模型,對平均風和脈動風的響應進行了大量計算。研究了振型個數(shù)、阻尼、風荷載譜等參數(shù)對結(jié)構(gòu)風振響應的影響程度,并把線性與非線性...

索穹頂結(jié)構(gòu)風振響應分析——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,風荷載一般是結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制荷載。這類結(jié)構(gòu)的一個顯著特點是,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,而且索穹項結(jié)構(gòu)剛度...

簡述了應用線性濾波法中的自回歸模型(ar)模擬出給定風速功率譜的風速時程序列,并驗證其與目標譜(davenport譜)的一致性,再通過規(guī)范公式推導脈動風載與風速之間的關(guān)系,從而得到作用在各節(jié)點的脈動風荷載時程樣本。以某42m高的通信塔架為原型進行了模擬計算分析,用有限元分析軟件ansys建立其有限元模型,并用matlab獲取了塔架迎風面各節(jié)點上的風荷載時程信號作為動力輸入。利用ansys對結(jié)構(gòu)進行了模態(tài)分析,結(jié)果顯示結(jié)構(gòu)的前幾階振動均是平面振動,第3階振動開始出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)模態(tài)和局部振動模態(tài);同時,基于ansys時程分析方法計算了結(jié)構(gòu)在脈動風載作用下的風振響應。結(jié)果表明,在僅考慮脈動風作用的情況下,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處的弦桿在風載作用過程中會產(chǎn)生較大應力,在塔架設(shè)計中予以注意。

在當前的高層建筑施工過程中,單層索網(wǎng)幕墻已經(jīng)得到十分廣泛的運用,其中這一結(jié)構(gòu)體系主要的組成是柔性鋼索,通過索網(wǎng)剛度的測量可以快速獲得良好的預應力。這一結(jié)構(gòu)在施工過程中和傳統(tǒng)的幕墻結(jié)構(gòu)對比,在受力方面具有一定的復雜性,而且設(shè)計與施工難度方面都比較嚴格,對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,并針對單層的索網(wǎng)幕墻結(jié)構(gòu)具體設(shè)計情況與施工要點做出具體分析,希望今后的高層建筑施工過程可以合理把握好單層的索網(wǎng)幕墻結(jié)構(gòu)具體形式,進而可以準確掌握好握索網(wǎng)結(jié)構(gòu)具體設(shè)計要素。

越來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)的風振響應譜分析方法,對高層建筑頂部懸挑平飄板幕墻簡化模型的風振響應進行了分析。探討了水平脈動風速譜、飄板所處高度和飄板剛度三個參數(shù)對其結(jié)構(gòu)位移風振響應及風振系數(shù)的影響,以供實際工程設(shè)計參考。計算結(jié)果表明:不同風速譜計算所得風振響應相差較大,最大達到113.2%;風振系數(shù)相差較大,最大達到60.1%;不同飄板高度所得風振響應相差較大,最大達到80.0%。但風振系數(shù)相差不大,在17.0%之內(nèi)。不同的剛度所得風振響應相差較大,最大達到22.5%,但風振系數(shù)相差不大,最大僅為1.5%。

大跨度機庫屋蓋結(jié)構(gòu)的風振響應分析——屋蓋結(jié)構(gòu)的風振動力響應分析正在成為分析研究中的熱點問題。機庫結(jié)構(gòu)跨度大,高度高;其一邊有大開口,剛度分配不均勻,機庫屋蓋結(jié)構(gòu)與一般大跨度屋蓋的自振特性和受力特點均有不同。本文根據(jù)機庫屋蓋的特點,建立了一種適合大...

針對現(xiàn)行幕墻設(shè)計規(guī)范沒有明確規(guī)定單層平面索網(wǎng)幕墻體系的風載荷計算的問題,以某大廈裙房幕墻為研究對象,用adina分析考慮流固耦合作用的玻璃-索網(wǎng)體系風振響應分析,并與通常采用的等效靜風載荷方法得到的結(jié)構(gòu)風效應比較.分析表明,對于非線性的索網(wǎng)玻璃幕墻結(jié)構(gòu),現(xiàn)行載荷規(guī)范采用的等效靜風載荷方法會導致偏于不安全的設(shè)計計算結(jié)果.

采用模型試驗和理論分析的方法對單層平面索網(wǎng)玻璃幕墻結(jié)構(gòu)玻璃與索協(xié)同工作的動力性能進行研究。首先通過結(jié)構(gòu)自振特性試驗研究玻璃對于索網(wǎng)結(jié)構(gòu)頻率、振型以及阻尼的影響,然后提出了動力荷載作用下玻璃與索網(wǎng)的協(xié)同工作機理,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。理論分析和試驗結(jié)果表明:玻璃的抗彎效應對結(jié)構(gòu)第一階模態(tài)影響較小,對結(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潔細小的單層索網(wǎng)有機結(jié)合,成為建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計融合經(jīng)典。而當前關(guān)于單層索網(wǎng)點式玻璃幕墻抗震性能研究甚少,尤其是主體結(jié)構(gòu)對其地震響應的影響。本文針對不同的主體結(jié)構(gòu)和單層索網(wǎng)的耦合模型,對單獨索網(wǎng)地震響應研究進行整體分析。分析結(jié)果表明:耦合模型的自振特性具有一定的獨立局部自振特性;主體結(jié)構(gòu)對單層索網(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)對單層索網(wǎng)的地震響應較大,可不同程度的放大或者減弱地震作用;主體結(jié)構(gòu)對索網(wǎng)高階振型具有激發(fā)效應。因而對現(xiàn)有規(guī)范玻璃幕墻設(shè)計不考慮主體結(jié)構(gòu)的做法提出了挑戰(zhàn),為進一步研究主體結(jié)構(gòu)對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車臂架結(jié)構(gòu)的有限元模型。運用結(jié)構(gòu)隨機振動理論計算了臂架結(jié)構(gòu)的脈動風載荷,采用諧波疊加法模擬實際工況下的脈動風載荷。在模態(tài)分析和等效風載靜力分析的基礎(chǔ)上,計算出結(jié)構(gòu)風振動力時程響應。分析結(jié)果表明:臂架結(jié)構(gòu)基頻避開了風譜能量最大處,能有效避免引起的結(jié)構(gòu)共振;該型橋梁檢測車臂架結(jié)構(gòu)在強風作用下工作,應力和結(jié)構(gòu)變形符合設(shè)計要求。

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,針對傳統(tǒng)方法在處理大型復雜實際結(jié)構(gòu)受多點隨機激勵中存在計算效率比較低或精確性不高等不足,提出了基于虛擬激勵法的復雜超高聳結(jié)構(gòu)的隨機風振響應分析方法.運用虛擬激勵法將脈動風荷載作用下的多點激勵轉(zhuǎn)化為簡諧虛擬激勵向量,并根據(jù)平穩(wěn)隨機理論推導出相應風振響應的表達式,自動計入了多點風激勵的空間相關(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)果驗證了方法的有效性和準確性,可以提高多點隨機激勵響應的計算效率和精確度,在大型高層實際工程風振響應計算分析中有較強的實用價值.

玻璃幕墻結(jié)構(gòu)廣泛用于高標準的建筑外墻裝飾,由于其隔熱、保溫效果不如實心墻體,且產(chǎn)生光污染。因此,在采用玻璃幕墻的同時,如何從結(jié)構(gòu)設(shè)計上盡可能節(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軟件模擬空間脈動風壓時程序列,并轉(zhuǎn)換為脈動風荷載;對幕墻主體結(jié)構(gòu)建模,采用完整的系統(tǒng)矩陣計算瞬態(tài)響應方法,將風荷載與地震作用下幕墻結(jié)構(gòu)的順風向變形特性及內(nèi)力情況進行了詳細分析與研究。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)計時應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軟件模擬空間脈動風壓時程序列,并轉(zhuǎn)換為脈動風荷載;對幕墻主體結(jié)構(gòu)建模,采用完整的系統(tǒng)矩陣計算瞬態(tài)響應方法,將風荷載與地震作用下幕墻結(jié)構(gòu)的順風向變形特性及內(nèi)力情況進行了詳細分析與研究。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)計時應考慮提高剛度及減小變形的措施。

以高層建筑風振響應分析方法為研究對象,推導了cqc方法和srss方法的計算公式;同時,特別介紹了諧波激勵法(hem),并在虛擬激勵法的基礎(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振響應分析中,結(jié)果表明:cqc方法是精確算法,但計算量大;srss方法計算效率高于cqc方法,但會損失計算精度;hem方法占用內(nèi)存少,計算效率高;sdm方法具有和cqc方法一樣的精度,但計算效率更佳。通過精度和效率的對比分析,建議在高層建筑風振響應分析中優(yōu)先采用hem方法和sdm方法。

一、 0.55kn/m2 38.7m b類 風壓高度變化系數(shù)mz:1.542 1.50 2.00 =2×1.542×1.5×0.552.54kn/m2 風荷載標準值wk: 玻璃高度h:1800mm 玻璃寬度w:1100mm 玻璃的短邊長度a:1100mm 玻璃的長邊長度b:1800mm 結(jié)構(gòu)膠短期強度允許值f1:0.14n/mm2 結(jié)構(gòu)膠長期強度允許值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)

隨著我國技術(shù)發(fā)展的進步,建筑幕墻的使用逐漸增長,我國已經(jīng)成為世界使用建筑幕墻大國。隨著建筑幕墻使用與生產(chǎn)的增多,建筑幕墻的安全問題也日益凸顯。我們需要對建筑幕墻的結(jié)構(gòu)檢測和方法進行探討。本文通過對建筑幕墻定義的闡述及特點分析,探討了國內(nèi)建筑幕墻的安全隱患問題,分析了建筑幕墻的結(jié)構(gòu)檢測及評價方法。