东方体育中心游泳馆屋盖结构风振分析.pdfVIP

第l届垒囤现{t结构f：程学术研讨会 东方体育中心游泳馆屋盖结构风振分析 李尚奇1徐晓明2周晓峰2黄本才1廖泽邦 1日*^{nt*^々女{}＆．^*200qw2；2t≮a#＆日RR#m0目，±*2∞NI 提要：车文在同步风洞试验的基础上．分区拟音T屋盖脉动风压自谱．并采用随机振动的∞c方法对上海东方体育中心游 淋馆丈跨屋盖进行，较为准确的空刚M振分析，考虑r屋盖前100阶振型和搬型交卫项的髟响．主要分析了90。、 180 4风向下屋盖部分结点的动位穆影响。还总结了屋盖月力越风向的变化规律。 关键词：丈跨屋盖，脉动风压谱，多阶振型．交X项，风振响应 一、引言 随着国民经济和体育事业的飞速发展．我国新建的体育场馆不断涌现。此类结构质量轻、柔度大、固 有频率比较密集，同时这类结构往往比较低矮，处于风速变化大、湍流强度高的下层区域，再加上绕屋盖 的钝体流动和空气动力作用十分复杂，因此用比较准确的方法分析此娄屋盖结构的风致响应很有必要。 国内外此类型的结构进行了一定的研究”‘，尤其是近年来在大跨屋盖风洞试验同步测量脉动压力的基 础上，采蜊随机振动的c。c方法研究和分析屋盖结构的风致响应”，取得了很好的成果。 本文以上海东方体育中心游泳馆屋盖结构为对象，在屋面同步风洞试验数据的基础上，拟合了屋面脉 动风压自谱与互谱，采用比较准确的cqc方法计算了屋盖结点的动位移和等效静力风荷载，并重点分析了 90”、180。风向F部分结点动位移的影响，计算时考虑了屋盖前100个振穗和交叉项对响应的影响。文中 也给出了所有风向下屋盖平均风总升力随风向的变化规律。 二、工程概况和风洞实验风压时程记录 上海东方体育中心包括综合体育馆、游泳馆、室外跳水池，项日总建筑面积16．38万莳，是为2011 年第14届国际泳联世锦赛而用．场地紧挨世博园区。游泳馆则由一个拱形形体排列构成．犹如层层波浪， 游泳馆屋盖沿长约为214m．宽约为126m。上海东方体育；机0游泳馆屋盖结构及有限元模型见圈1，有限元 模型包古2553个节点．7535个beam单元，56个link单元。 图1有限元模型 图2风洞试验模型 风洞实验。6模型由钢材、术材、紫铜管和高分子塑料板村制成，属刚性模型．风洞模型见囤2(田中右 32B In建筑2010增刊 第十届全闲现代结构‘f：程学术研讨会 边一个模型)。风洞试验模拟的大气来流边界层平均风速剖面与我国规范B类地面粗糙度类别(ot=O．16) 一致，湍流强度剖面也符合要求，来流脉动风速谱与VonKarman谱基本吻合。由于篇幅的关系，本文略去 了平均风、湍流强度剖面和来流脉动风速谱曲线。试验取用重现期为100年的基本风压为0．6KPa。 屋盖风振分析方法 按结构随机振动理论的COC方法，屋盖结构各结点处的动力位移响应方差[D，，]可EhF式计算 (1) [％]=f[纠[日+(伽)]【纠7’[oils即(咒)][Q】r【纠【Ⅳ(伽)】【纠丁dn 第j阶频响函数日；(珈)为 日∥，z)2而可丽而1而硒历 (．2) 上式中，研、毒分别为第／阶自振频率和阻尼比。 s阶)，可用下式表达： 【S即(咒)】为随机激励脉动风的功率谱矩阵(sX ，lS。1(，1) ，lSwlW。(，1) 《。 吒l‰ (3) 【s印(咒)】-1，l[dia删][妣(吒)】 【diag(tr．)][diag(A)】