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大跨屋盖结构下压风荷载确定方法与实例分析 被引量:7
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作者 陈凯 符龙彪 +1 位作者 钱基宏 金新阳 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2011年第11期131-136,共6页
介绍了几种大跨度屋盖结构下压风荷载的计算方法,并以某大型体育场屋盖为例,通过引入峰值因子和位移匹配度判据,分析了等效荷载作用下位移响应值和空间分布的合理性。研究结果表明,按比例放大的阵风荷载因子法和动力放大系数法,当计算... 介绍了几种大跨度屋盖结构下压风荷载的计算方法,并以某大型体育场屋盖为例,通过引入峰值因子和位移匹配度判据,分析了等效荷载作用下位移响应值和空间分布的合理性。研究结果表明,按比例放大的阵风荷载因子法和动力放大系数法,当计算基准值较小时,得出的放大倍数过高,将导致除等效目标之外的响应值被高估。采用准静态荷载与均匀分布附加风振力的线性叠加方法得出的等效荷载将给出较为合理的位移响应值,其中又以结合LRC方法的等效荷载位移匹配度最高。此外,研究表明若不考虑风洞试验结果,按体型系数+0.2在半跨屋盖上作用均匀风荷载,也能给出基本合理、工程上可用的下压风荷载。 展开更多
关键词 大跨度屋盖结构 阵风荷载因子 动力放大系数 下压风荷载 附加风振力
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基于改进的神经网络的大跨度屋盖风压场预测 被引量:6
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作者 孙芳锦 梁爽 余磊 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期922-926,997,共6页
利用风洞实验测定大跨度屋盖的风压时,由于通常只能通过布置有限测点而获得有限的风压数据,因此采用准确高效的方法预测更多未知点的风压特性具有重要意义。本文在径向基函数神经网络的基础上,结合遗传算法和方差分析对大跨度屋盖的风... 利用风洞实验测定大跨度屋盖的风压时,由于通常只能通过布置有限测点而获得有限的风压数据,因此采用准确高效的方法预测更多未知点的风压特性具有重要意义。本文在径向基函数神经网络的基础上,结合遗传算法和方差分析对大跨度屋盖的风压场进行了预测。引入整体度量估计作为遗传算法中适应度函数的估计,采用方差分析分解RBF的输出总方差,用求得的均方误差对RBF神经网络模型的权方差进行估计。将本文方法预测得到的大跨度屋盖的风压系数、升力系数等与实验结果和传统RBF方法预测结果进行了对比,并进行了误差统计分析。结果表明:本文方法预测的风压系数与试验结果符合良好,且均方误差小于RBF方法,平均相差约67.21%;在达到同样的收敛精度时,采用本文方法计算所需的时间要比传统RBF模型节省约40%。结合遗传算法和方差分析的RBF神经网络模型是预测大跨度屋盖风压场的有效工具。 展开更多
关键词 神经网络 风压场 方差分析 大跨度屋盖 变异性
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大跨度屋盖结构等效静风荷载分析方法及应用 被引量:3
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作者 陈波 武岳 +1 位作者 沈世钊 段忠东 《武汉理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期95-98,113,共5页
将大跨度屋盖结构等效静风荷载分为平均分量、背景分量和共振分量3个部分。以荷载响应相关系数法为基础,结合本征正交分解法,用脉动风荷载的本征模态表示等效静风荷载的背景分量,用主导振型的惯性力表示等效静风荷载的共振分量。进一步... 将大跨度屋盖结构等效静风荷载分为平均分量、背景分量和共振分量3个部分。以荷载响应相关系数法为基础,结合本征正交分解法,用脉动风荷载的本征模态表示等效静风荷载的背景分量,用主导振型的惯性力表示等效静风荷载的共振分量。进一步提出2个重要指标,选择最主要的本征模态和结构振型表示等效静风荷载,建立荷载模态、结构振型和等效静风荷载之间的联系。将该方法用于一单层球面网壳,计算结果验证了该方法的可靠性。 展开更多
关键词 大跨度屋盖结构 等效静风荷载 荷载响应相关系数法 本征正交分解法
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基于本征模态补偿的大跨屋盖脉动风等效静力风荷载 被引量:3
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作者 孙五一 周晅毅 顾明 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期96-101,共6页
在刚性建筑模型风洞测压试验的基础上,该文首先根据脉动风荷载引起的多个等效目标响应而对由结构上脉动风荷载的协方差本征变换得到的本征模态进行补偿,然后提出了一种新的计算线性复杂大跨屋盖脉动风荷载的等效静力风荷载的方法,最后... 在刚性建筑模型风洞测压试验的基础上,该文首先根据脉动风荷载引起的多个等效目标响应而对由结构上脉动风荷载的协方差本征变换得到的本征模态进行补偿,然后提出了一种新的计算线性复杂大跨屋盖脉动风荷载的等效静力风荷载的方法,最后并应用于一实际工程中。计算结果表明该文方法具有物理含义明确、计算方法简单和计算精度较高的优点,能比较有效地避免以前传统方法计算等效静力风荷载的缺陷,可以满足工程设计的需求。 展开更多
关键词 大跨屋盖 等效静力风荷载 CPT模态 模态补偿 等效目标响应
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基于稳定等效的覆雪屋盖静力风荷载计算方法 被引量:2
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作者 黄友钦 林俊宏 +1 位作者 岳启哲 傅继阳 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期639-644,共6页
为了避免屋盖结构在暴风雪中发生动力失稳,建立了基于稳定等效的静力风荷载计算方法.采用计算流体动力学方法模拟了屋面积雪漂移现象;根据Budiansky-Roth准则判定了覆雪屋盖的动力稳定性;借鉴阵风荷载因子法构建了基于稳定等效的静力风... 为了避免屋盖结构在暴风雪中发生动力失稳,建立了基于稳定等效的静力风荷载计算方法.采用计算流体动力学方法模拟了屋面积雪漂移现象;根据Budiansky-Roth准则判定了覆雪屋盖的动力稳定性;借鉴阵风荷载因子法构建了基于稳定等效的静力风荷载计算方法;最后,对实际双层柱面网壳进行了动力稳定性设计.研究结果表明,强风下覆雪屋盖出现较为明显的失稳阶段,当风速为设计基准风速的1.0倍时,屋盖发生动力失稳,静力失稳计算可得临界风速为35.8 m/s,该结果可作为该屋盖设计的动力失稳临界风速. 展开更多
关键词 大跨屋盖 积雪漂移 CFD(computational fluid dynamics) 极值Ⅰ型 基于稳定等效的静力风荷载
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大跨屋盖结构脉动风振响应特性预测方法研究 被引量:1
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作者 李玉学 冯励睿 +1 位作者 李海云 田玉基 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期159-166,182,共9页
基于结构脉动风振响应计算的三分量(背景、共振及其耦合项)完全组合思路,提出一种大跨屋盖结构脉动风振响应特性预测方法,据此实现结构脉动风振总响应的高效精准计算。引入应变能的概念,综合考虑结构所有节点上三分量响应对脉动风振总... 基于结构脉动风振响应计算的三分量(背景、共振及其耦合项)完全组合思路,提出一种大跨屋盖结构脉动风振响应特性预测方法,据此实现结构脉动风振总响应的高效精准计算。引入应变能的概念,综合考虑结构所有节点上三分量响应对脉动风振总响应的贡献,定义各响应分量应变能预测系数,为了避免直接计算各响应分量具体数值,根据大跨屋盖结构各响应分量传递函数和风荷载谱特征,对各响应分量表达式进行简化处理,实现只需借助几个简单的风荷载参数和结构动力特性参数就能方便地得到各响应分量应变能预测系数。根据各响应分量应变能预测系数取值情况,将大跨屋盖结构脉动风振响应特性划分为I~VI类,在此基础上,制定与风振响应特性类型相对应的脉动风振总响应组合求解策略。以国家网球中心莲花球场屋盖结构为例,进行结构脉动风振响应特性类型预测以及风振响应组合计算。结果表明:所提方法能够方便地预测结构脉动风振响应特性类型;据此组合计算的脉动风振总响应与精确值吻合较好。 展开更多
关键词 大跨屋盖结构 脉动风振响应特性 应变能 预测系数 三分量响应组合
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基于回归神经网络的大跨度结构风压场预测 被引量:1
7
作者 孙芳锦 梁爽 张大明 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第5期180-187,共8页
为提高计算效率并降低存储耗时,提出一种局部回归神经网络方法用来预测大跨度结构风压场。将原有整体优化问题分解为神经元层的子问题进行处理,基于在线学习方法中的递归预报误差法对局部回归神经网络进行训练。首先给出了整体递归预报... 为提高计算效率并降低存储耗时,提出一种局部回归神经网络方法用来预测大跨度结构风压场。将原有整体优化问题分解为神经元层的子问题进行处理,基于在线学习方法中的递归预报误差法对局部回归神经网络进行训练。首先给出了整体递归预报误差算法,对所有可调权进行同步处理,然后将整体优化问题分解为子问题推导出局部回归神经网络,在更新递归过程中使用二阶信息。将该方法应用于大跨度屋盖的风压预测中,并将计算结果与传统神经网络计算结果进行了比较。结果表明,本文方法的计算误差小,收敛速度快,达到了提高计算效率和降低存储耗时的目的。提出的局部回归神经网络方法为大跨度结构风压场的预测提供了准确高效的方法。 展开更多
关键词 回归神经网络 在线学习 递归预报误差法 大跨度结构 风压场
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基于补偿方法的大跨屋盖脉动风等效静力风荷载 被引量:1
8
作者 孙五一 周晅毅 顾明 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期658-663,共6页
在刚性建筑模型风洞测压试验的基础上,首先求出脉动风致等效目标响应。然后根据惯性力组合方法求出大跨屋盖的脉动风等效静力风荷载,计算结果表明当模态阶数较少时误差较大。据此,基于等效目标响应和计算响应二者之间的响应差,提出了一... 在刚性建筑模型风洞测压试验的基础上,首先求出脉动风致等效目标响应。然后根据惯性力组合方法求出大跨屋盖的脉动风等效静力风荷载,计算结果表明当模态阶数较少时误差较大。据此,基于等效目标响应和计算响应二者之间的响应差,提出了一种新的补偿方法去计算大跨屋盖脉动风等效静力风荷载,以此来克服模态阶数较少时所带来的较大误差;最后并应用于一实际结构中。计算结果表明补偿方法具有物理含义明确、计算方法简单和计算精度较高的优点,可以满足工程设计的需求。 展开更多
关键词 大跨屋盖 等效静力风荷载 惯性力 等效目标响应 补偿形式
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人工粘性方法用于复杂大跨屋面的平均风压模拟
9
作者 汪丛军 黄本才 +2 位作者 张昕 王国俭 周健 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期97-101,共5页
在复杂外形大跨度屋面平均风压的数值模拟中,数值计算的稳定性是计算风工程中一个很关键的问题,它往往决定了数值模拟的精度。该文主要以上海浦东国际机场复杂大跨度屋面平均风压数值模拟为例,采用人工粘性方法和通常的低阶迎风格式两... 在复杂外形大跨度屋面平均风压的数值模拟中,数值计算的稳定性是计算风工程中一个很关键的问题,它往往决定了数值模拟的精度。该文主要以上海浦东国际机场复杂大跨度屋面平均风压数值模拟为例,采用人工粘性方法和通常的低阶迎风格式两种途径,模拟大跨度屋面上的平均风压并与风洞实验数据对比分析,得到人工粘性方法与风洞实验结果更为一致,人工粘性方法是提高复杂大跨度屋面平均风压数值模拟精度的一条有效途径。 展开更多
关键词 风工程 计算流体动力学 人工粘性 大跨度屋面 湍流模型 平均风压
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Characteristics of wind pressure pulse on large-span flat roofs
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作者 孙瑛 曹正罡 武岳 《Journal of Harbin Institute of Technology(New Series)》 EI CAS 2009年第1期75-80,共6页
The wind pressure pulse events, among the most important characteristics of wind pressure fluctuations on large-span flat roofs, were investigated by wind tunnel tests in this paper. Incorporating the formation mechan... The wind pressure pulse events, among the most important characteristics of wind pressure fluctuations on large-span flat roofs, were investigated by wind tunnel tests in this paper. Incorporating the formation mechanism of wind pressure pulse events, the peak over threshold method was employed to study properties of this kind of events. The event duration time, the energy contribution, the number of the pulse events, and the distribution of average peak pressure were calculated. Probability density functions of some typical samples in separation region were also given. Results show that the non-Gaussian roof pressure is strong in the flow separation region owing to the wind pressure pulse events. Evaluations of the extreme peak pressures, which can be determined by the peak over threshold method effectively, are important to the design of building cladding. 展开更多
关键词 large-span flat roofs wind pressure pulse peak over threshold method vortex mechanism
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Ritz-POD法的原理及应用 被引量:14
11
作者 陈波 武岳 沈世钊 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期499-504,共6页
提出一种在频域内分析大跨度屋盖结构的风振响应的Ritz-POD法。该方法用本征正交分解法(POD法)分解脉动风压场,得到占优的前几阶本征模态作为荷载的空间分布形式;根据此荷载空间分布形式生成Ritz向量,用Ritz向量直接叠加法分析结构风振... 提出一种在频域内分析大跨度屋盖结构的风振响应的Ritz-POD法。该方法用本征正交分解法(POD法)分解脉动风压场,得到占优的前几阶本征模态作为荷载的空间分布形式;根据此荷载空间分布形式生成Ritz向量,用Ritz向量直接叠加法分析结构风振响应,以解决大跨度屋盖结构多振型参与振动且高阶振型对结构响应贡献可能较大这一问题。运用该方法分析一单层球面网壳的风振响应,并与振型分解法对比,结果表明Ritz-POD法仅用少量的Ritz向量进行结构风振响应分析便可达到较高精度。 展开更多
关键词 风振响应 大跨度屋盖结构 Ritz向量直接叠加法 本征正交分解法
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大跨屋盖结构多目标等效静风荷载分析方法 被引量:11
12
作者 吴迪 武岳 张建胜 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期17-23,共7页
针对大跨屋盖结构多振型参与风振的特点,提出一种多目标等效静风荷载确定方法。其基本思想是,分别建立多目标等效方程组和约束方程组,前者可获得与各等效目标吻合程度最好的解,后者是根据风荷载作用方向为垂直于建筑物表面的钝体空气动... 针对大跨屋盖结构多振型参与风振的特点,提出一种多目标等效静风荷载确定方法。其基本思想是,分别建立多目标等效方程组和约束方程组,前者可获得与各等效目标吻合程度最好的解,后者是根据风荷载作用方向为垂直于建筑物表面的钝体空气动力学原理得到的风荷载各方向分量的关系,限制某些奇异荷载作用模式的出现,从而解决了大跨屋盖结构等效静风荷载研究中突出存在的多目标等效问题。结合两个典型大跨屋盖结构的风洞试验,对不同类型的结构响应进行了等效静风荷载分析,并将分析结果与采用单目标方法所得的结果进行对比,结果表明该方法得到的等效静风荷载作用下各类响应均与动力极值响应吻合良好,达到了以少量的等效静风荷载模式实现所有目标等效的目的,并且所得等效静风荷载分布较符合实际风荷载作用规律。 展开更多
关键词 大跨屋盖结构 多目标等效方程组 约束方程组 多目标等效静风荷载
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大跨柔性屋盖结构的空气动力失稳研究 被引量:1
13
作者 史宇炜 张相庭 《空间结构》 CSCD 2001年第4期15-23,共9页
张拉薄膜结构是风敏感结构 ,在风力作用下易导致空气动力失稳。这种索膜结构属于强几何非线性结构 ,计算分析中还存在很多问题。同时屋盖为多自由度结构 ,传统上用于节断模型分析的邓哈 -托肯驰振临界风速判别式不再适用。鉴于此 ,本文... 张拉薄膜结构是风敏感结构 ,在风力作用下易导致空气动力失稳。这种索膜结构属于强几何非线性结构 ,计算分析中还存在很多问题。同时屋盖为多自由度结构 ,传统上用于节断模型分析的邓哈 -托肯驰振临界风速判别式不再适用。鉴于此 ,本文针对大跨索膜屋盖的结构特点 ,采用体型系数表示的平均风气动力模型 ,考虑风载竖向分量的影响及结构本身的非线性特性 ,用 Newmark法和 Newton Raphson法的思路 ,并借助 ANSYS软件进行分析 ,得出屋盖结构发生横风向驰振时的临界风速 。 展开更多
关键词 大跨度屋盖 非线性驰振 索膜结构
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大跨度屋盖气弹模型风洞试验需要满足的相似条件 被引量:3
14
作者 朱川海 《空间结构》 CSCD 北大核心 2005年第4期46-49,53,共5页
参照经典流体力学流动相似准则的推导方法,针对大跨度屋盖详细推导了结构动力相似准则,并对各相似准则进行了细致的讨论及取舍,总结出大跨度屋盖气弹模型风洞试验需要满足的相似条件.同时本文特别论证了大跨度屋盖气弹模型风洞试验可以... 参照经典流体力学流动相似准则的推导方法,针对大跨度屋盖详细推导了结构动力相似准则,并对各相似准则进行了细致的讨论及取舍,总结出大跨度屋盖气弹模型风洞试验需要满足的相似条件.同时本文特别论证了大跨度屋盖气弹模型风洞试验可以不模拟傅罗德数相似准则,这将在很大程度上简化模型的设计和制作.最后以具体的应用实例进行了验证. 展开更多
关键词 大跨度屋盖 气弹试验 相似准则
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北京理工大学体育文化综合馆风洞试验研究 被引量:2
15
作者 邵庆良 张英 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2007年第3期109-111,共3页
北京理工大学体育文化综合馆由大跨度双曲金属屋盖及玻璃幕外墙围合而成,并有大挑檐,无法从规范及现有的研究成果得出设计风荷载。利用风洞试验获得了设计所需的有关参数。阐述了风洞试验及数据处理方法,对试验结果进行了总结和分析,归... 北京理工大学体育文化综合馆由大跨度双曲金属屋盖及玻璃幕外墙围合而成,并有大挑檐,无法从规范及现有的研究成果得出设计风荷载。利用风洞试验获得了设计所需的有关参数。阐述了风洞试验及数据处理方法,对试验结果进行了总结和分析,归纳出用于设计的风荷载,使设计达到安全、经济、合理的目的。 展开更多
关键词 大跨度结构 双曲金属屋面 风压系数 风载体型系数 脉动体型系数
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某大型电厂大罩壳屋面风压分布试验研究
16
作者 匡军 余先锋 《低温建筑技术》 2022年第11期79-82,91,共5页
对屋面直径为294m的某电厂大罩壳外立面进行了刚性模型风洞测压试验,得到了大罩壳外立面各测点的平均风压系数、点体型系数、各典型风向角下的指定分块体型系数,以及用于结构设计的平均风压以及某风向角下屋面和侧墙风压系数最大值和最... 对屋面直径为294m的某电厂大罩壳外立面进行了刚性模型风洞测压试验,得到了大罩壳外立面各测点的平均风压系数、点体型系数、各典型风向角下的指定分块体型系数,以及用于结构设计的平均风压以及某风向角下屋面和侧墙风压系数最大值和最小值分布等值线。试验成果对类似圆形大跨度屋盖结构的风压分布具有参考意义。 展开更多
关键词 大跨度屋盖 刚性模型 风洞试验 风压分布
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大跨度屋盖风压场的条件模拟方法研究
17
作者 孙芳锦 冯旭 张大明 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第6期236-242,共7页
风荷载是大跨度屋盖的控制荷载。通常由于风洞实验测得的风压数据有限,那么利用有限的数据预测目标点的风压场就尤为重要。考虑到大跨度屋盖风压场的复杂性,本文提出了一种简单的非参数化条件模拟方法。该方法采用Karhunen-Love(简称... 风荷载是大跨度屋盖的控制荷载。通常由于风洞实验测得的风压数据有限,那么利用有限的数据预测目标点的风压场就尤为重要。考虑到大跨度屋盖风压场的复杂性,本文提出了一种简单的非参数化条件模拟方法。该方法采用Karhunen-Love(简称KL)扩展将风压随机变量表示为协方差算子的本征函数。为降低变量维数,给出了KL扩展的转移分布的最邻近估计,然后通过扩展本征函数的Fourier基,并估计其扩展系数来实现对本征函数的估计,进而最终获得目标风压场。将该方法应用到大跨度结构的风压场估计中,得到了大跨度结构的风压场相关参数,计算结果与实验值符合良好,且结果表明本方法的计算效率高,误差小。这种方法有效地降低了所预测风压场变量的维数,在模拟大跨度屋盖风压场时达到了计算准确、误差小、效率高的目的。 展开更多
关键词 风荷载 大跨度屋盖 风压场 条件模拟
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