大跨度挑蓬气弹模型风振系数风洞试验.pdf

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1、第36卷第2期四川建筑科学研究2010年4月SichuanBuildingScience51大跨度挑蓬气弹模型风振系数风洞试验鲜荣，廖海黎，李明水(1．广东公路建设有限公司，广东广州510600；2．西南交通大学风工程中心，四川成都610031)摘要：气弹模型试验能够全面考虑结构和气流间相互作用，真实地反映结构在大气边界层中的受力特性和响应形式，是结构风振研究的一种重要手段。探讨适用于复杂外形建筑结构模型设计相似准则，通过一体育场大跨度挑蓬缩尺比1：200气弹模型，在模拟大气边界层风场及场址地形地物的条件下，测量体育场罩棚表面的位移响应，进而得到罩棚结构设计需要的风

2、振系数。关键词：气弹模型；相似准则；风洞试验；风振系数中图分类号：U441．3文献标识码：A文章编号：1008—1933(2010)02—051—04Windtunneltestofwindloadfactorsoflong-spancantileveredroofaeroelasticmodelXIANRong，LIAOHaili，LIMingshui(1．GuangdongRoadConstructionLimitedCompany，Guangzhou510600，China；2．ResearchCenterofWindEngineering，Southwest

3、JiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Theinteractionbetweenstructuresandwakecanbefullytakenintoconsiderationthroughaerodynamicelasticmodelswhichcangetstructure’Srealforcecharacteristicsandresponseformatsinatmosphereboundarylayer．Thenaerodynamicelasticmodelhasbeenanimportantme

4、thodtoresearchwindinducedvibrationofstructures．However，thesimilaritycriterionshouldbediscussedindetailSOastoproperlydesignaerodynamicelasticmodelsofbuildingstructureswithcomplexshapes．Anaerodynamicelasticmodel，whosegeometryscaleis1：200，isdesignedbytakingonestadiumwithlong·spancantileve

5、redroofasanexample．Thedisplacementresponsesofsurfaceoftheroofaremeasuredbasedonsimulationofatmosphereboundarylayerwakeandterrainandbuildingsaroundthecantileveredrof．Furthermore，thewindloadfactorsarecalculatedtogiverefereneetostructuredesignationoftherof．Keywords：aerodynamicelasticmodel

6、；similaritycriterion；windtunneltest；windloadfactorMelbourne[，Nakamura[，Kawai[，谢霁明引、顾0引言明等极少数学者曾经进行过类似尝试。气弹模型试验能够全面考虑结构和气流间相互如图1所示，体育场上部钢结构罩棚中间高、两作用，真实地反映结构在大气边界层中的受力特性边低，高差14in，最高点离地面约30．0in。其中，主和响应形式，是结构风振研究的一种重要手段。目桁架最大悬挑长度约为26．0In，最小悬挑长度约为前，气弹模型试验主要应用于大跨度桥梁、高层建造10．0In，最大桁架高度约2．0In。上

7、部钢结构采用抗风研究中。桥梁和高层建筑基本属于线状结构，钢缆索+钢管平面主桁架+纵向次桁架受力体系。其气弹模型的设计、制作相对容易，通常采用金属芯由于该体育场罩棚外形特殊、结构自重轻，在强风作梁(模拟结构刚度)+几何外模(模拟结构气动外用下的风荷载分布较为复杂，甚至会控制设计；另由形)的方法制作。而大跨度体育场挑蓬是外形非常于该体育场罩棚形状特殊，无法直接通过规范或复杂的三维空间结构，结构振型较复杂，故气弹模型借鉴已有资料获得其风振系数，因而需要通过模型的设计、制作难度较大，至今，国内外仅有风洞试验，确定风振系数。本文基于该体育场结构，结合相关文献探讨了气弹模型