弧形平面體育場(chǎng)懸挑屋蓋風(fēng)荷載特性及干擾效應(yīng)研究.pdf

1、體育場(chǎng)懸挑屋蓋是一類典型的大跨度結(jié)構(gòu),風(fēng)荷載往往會(huì)成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的控制荷載,而由于同時(shí)受到多種幾何因素(例如屋蓋外形、各種臨近干擾等)以及來流湍流條件的影響,風(fēng)荷載的特性十分復(fù)雜,尚沒有普適的風(fēng)荷載模型供設(shè)計(jì)者參考,現(xiàn)行中國(guó)規(guī)范中也沒有給出針對(duì)體育場(chǎng)懸挑屋蓋的體型系數(shù)取值建議。本文旨在以風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù),細(xì)致探討該類結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載特性,為進(jìn)一步的研究和工程應(yīng)用提供參考。
　　本文首先回顧了國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于體育場(chǎng)懸挑屋蓋風(fēng)荷載特性及干

2、擾效應(yīng)的研究現(xiàn)狀,針對(duì)弧形平面懸挑屋蓋風(fēng)荷載特性以及風(fēng)荷載干擾效應(yīng)這兩個(gè)需要進(jìn)一步系統(tǒng)研究的方面,設(shè)計(jì)并完成了一個(gè)弧形平面體育場(chǎng)懸挑屋蓋剛性模型的風(fēng)洞測(cè)壓試驗(yàn),并以測(cè)得的風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),對(duì)體育場(chǎng)懸挑屋蓋風(fēng)荷載特性及干擾效應(yīng)進(jìn)行了細(xì)致而系統(tǒng)的研究,得到了一些具有參考意義的結(jié)論。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1、設(shè)計(jì)并完成了弧形平面體育場(chǎng)懸挑屋蓋剛性模型的風(fēng)洞試驗(yàn):在典型的B類地貌下進(jìn)行了32種工況的測(cè)壓試驗(yàn),模型的高跨比為1:1

3、。屋蓋傾角共有0°、5°、10°和15°四種,研究的看臺(tái)后部通風(fēng)率分為0％、10%、20%和30%四種。考慮的干擾因素分為以下四類:對(duì)邊屋蓋高度的變化、對(duì)邊屋蓋距離的變化、環(huán)狀屋蓋的影響、U型屋蓋的影響。
　　2、進(jìn)行了單片弧形平面體育場(chǎng)懸挑屋蓋的風(fēng)荷載特性研究:在大量風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上,研究了單片弧形平面懸挑屋蓋的平均風(fēng)荷載特性和脈動(dòng)風(fēng)壓分布特性,考慮了風(fēng)向角、屋蓋傾角以及看臺(tái)后部通風(fēng)率對(duì)其產(chǎn)生的影響。此外,本文還研究了脈動(dòng)

4、風(fēng)壓自功率譜在典型的0°風(fēng)向角下的譜特性、參數(shù)影響分析,并研究了屋蓋中間條帶上各測(cè)點(diǎn)在該風(fēng)向角下沿跨向的空間相關(guān)性。
　　3、進(jìn)行了體育場(chǎng)懸挑屋蓋風(fēng)荷載的干擾效應(yīng)研究:以風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),研究了三種常見的屋蓋形式(雙側(cè)屋蓋、環(huán)狀屋蓋、U型屋蓋)對(duì)單片體育場(chǎng)懸挑屋蓋的風(fēng)荷載特性產(chǎn)生的影響,包括平均風(fēng)壓分布、脈動(dòng)風(fēng)壓分布以及自功率譜和互功率譜特性。
　　4、給出了弧形平面懸挑屋蓋的設(shè)計(jì)荷載取值建議:給出了中部條帶在最不利風(fēng)向角