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截球形气膜结构气弹模型风洞试验研究
1
作者 陈昭庆 赵军宾 +3 位作者 闫科晔 武岳 张铎 苏宁 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期137-147,共11页
为了研究截球形气膜结构的风致响应及风振系数,在B类地貌风场中进行了3种典型矢跨比截球形气膜结构的气弹模型风洞试验,考察内压、风速、有无拉索对膜面位移、应变的影响,分析截球形气膜结构的风致振动规律,提出截球形气膜的等效静力分... 为了研究截球形气膜结构的风致响应及风振系数,在B类地貌风场中进行了3种典型矢跨比截球形气膜结构的气弹模型风洞试验,考察内压、风速、有无拉索对膜面位移、应变的影响,分析截球形气膜结构的风致振动规律,提出截球形气膜的等效静力分析方法,给出考虑流固耦合效应的响应风振系数。研究表明:结构总位移极值出现在结构顶部及迎风面中心线约1/3矢高处,最大主应变发生在结构侧面中心线位置;结构平均变形呈顶部隆起、迎风面凹陷、侧面向外凸出的形状;风荷载作用下结构内压减小明显;结构顶部的横风向位移响应标准差、竖向位移响应标准差、顺风向位移响应标准差依次减小;无索结构总位移和最大主应力的风振系数均在1.1~1.4之间;施加拉索后,结构的竖向位移基本为0,顺风向位移及横风向位移极值分别减小为无索结构的50%和30%,总位移风振系数为1.6,最大主应力风振系数仍在1.1~1.4之间,拉索的应力风振系数约为1.6。 展开更多
关键词 截球形气膜 气弹模型 风洞试验 流固耦合 数字图像相关技术 风振系数
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矩形平面气承式膜结构平均风荷载与风响应特性研究 被引量：1
2
作者 武岳 张时为 赵军宾 《钢结构（中英文）》 2024年第2期50-57,共8页
气承式膜结构是典型的风敏感结构,在风荷载作用下膜面会产生较大变形,抗风问题是制约膜结构发展的重要因素。为了研究矩形平面气承式膜结构的风荷载特性,设计并制作了6个不同的刚性模型,利用尖劈、粗糙元和锯齿挡板对A、B、C共3类地貌... 气承式膜结构是典型的风敏感结构,在风荷载作用下膜面会产生较大变形,抗风问题是制约膜结构发展的重要因素。为了研究矩形平面气承式膜结构的风荷载特性,设计并制作了6个不同的刚性模型,利用尖劈、粗糙元和锯齿挡板对A、B、C共3类地貌进行模拟,在大气边界层风洞中进行了矩形平面气承式膜结构刚性模型测压试验,分析了风向、矢跨比、长宽比以及地面粗糙度等因素对结构表面平均风压分布的影响,并计算了结构在不同风向角下的风力系数。基于风洞试验获得的风荷载数据,在有限元软件ABAQUS中对原型尺寸的矩形平面气承式膜结构进行了风振响应分析,膜面选用M3D4R单元建模,拉索选用T3D2单元建模,研究了不同风向角下结构的平均风响应特性,总结了风荷载作用下膜面的位移及应力分布规律,确定了出现位移极值及应力极值的位置,最后提出了适用于矩形平面气承式膜结构的风荷载体型系数分区方案,并给出了不同分区的建议取值。研究表明:矩形平面气承式膜结构的平均风压系数受风向和结构长宽比的影响较大,受地面粗糙度影响较小;长宽比越小,上吸区的风压越小;随矢跨比增加,迎风区正风压系数增加,上吸区负风压减小;0°风向角下矩形平面气承式膜结构的风力系数最大;0°及45°风向角下,矩形平面气承式膜结构的迎风面及顶部变形较大,90°风向角下迎风面变形较大而顶部变形较小;0°及90°风向角下,结构两侧与中部连接的凸起部位应力较大,45°风向角下迎风面拐角处出现明显褶皱并伴随应力集中;0°风向角下位移及应力均最大,90°风向角下位移及应力均最小;建议0°和90°风向角下矩形平面气承式膜结构风荷载体型系数采用5分区形式,45°风向下采用7分区;0°及90°风向角下结构分区风荷载体型系数受矢跨比影响明显,45°风向下结构分区风荷载体� 展开更多
关键词 气承式膜结构 风洞试验 非线性有限元分析 平均风响应 分区风荷载体型系数
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大跨度气膜煤棚风致响应及风振系数试验研究
3
作者 陈昭庆 赵军宾 +3 位作者 闫科晔 武岳 苏宁 曾聪 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期18-27,共10页
大跨度气膜煤棚结构对风荷载较为敏感且流固耦合效应明显,而其风致灾害机理仍不明确。为此,在B类地貌风场中进行了3种典型矢跨比的大跨度气膜结构气弹模型风洞试验,通过数字图像相关技术测量了不同矢跨比、风向角、内压、风速及是否加... 大跨度气膜煤棚结构对风荷载较为敏感且流固耦合效应明显,而其风致灾害机理仍不明确。为此,在B类地貌风场中进行了3种典型矢跨比的大跨度气膜结构气弹模型风洞试验,通过数字图像相关技术测量了不同矢跨比、风向角、内压、风速及是否加索下的膜面位移、应变,并测量了不同拉索的应变,分析了结构的风致响应规律,给出了考虑流固耦合效应的的响应风振系数。研究结果表明:风荷载作用下,结构顶部向上隆起,迎风面及背风面凹陷明显,侧面向外变形较小;结构的迎风面及顶部的平均位移较大;增大初始内压、减小矢跨比或施加拉索,结构平均位移明显减小;随着风速增大结构内压减小明显。考虑流固耦合效应的大跨度气膜煤棚位移分区风振系数在1.2~1.3之间,最大主应力分区风振系数在1.1~1.4之间,拉索应力风振系数取1.5。 展开更多
关键词 大跨度气膜煤棚 流固耦合 气弹模型 风洞试验 数字图像相关技术 风振系数
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矩形平面投影气膜结构风振响应特性及风振系数研究
4
作者 陈昭庆 魏超 +3 位作者 王爽 赵军宾 武岳 苏宁 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期1115-1125,共11页
近年来,矩形平面投影气膜结构被广泛应用于大跨度气膜煤仓等设施中,但是规范中尚无该类结构的风振系数。本文通过风洞测压试验,测量了典型矢跨比矩形平面投影气膜结构的风荷载;运用非线性动力时程分析法分析了结构的风振响应。研究了风... 近年来,矩形平面投影气膜结构被广泛应用于大跨度气膜煤仓等设施中,但是规范中尚无该类结构的风振系数。本文通过风洞测压试验,测量了典型矢跨比矩形平面投影气膜结构的风荷载;运用非线性动力时程分析法分析了结构的风振响应。研究了风速、风向、跨度、矢跨比和内压等参数对结构变形和响应极值的影响。结果表明:结构呈现迎风面及背风面凹陷、顶部和两侧向外凸的平均变形特征;极值响应的分布受结构参数和风向角的影响;响应的大小与跨度和矢跨比呈正相关;增大内压在一定程度上可以提高结构的抗风性,内压调控区间建议为400~500Pa;给出了可供抗风设计参考的位移风振系数及应力风振系数。 展开更多
关键词 充气膜结构 风洞试验 风振响应 风振系数
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