(免费)开合屋盖体育场风荷载特性试验研究
贵阳奥体中心主体育场罩篷风洞试验及风荷载体型系数研究
为风洞试验给出的平均风压系数，是内、外表面平均风 压系数叠加 后 的 值。 为 了 形 象 起 见，将 贵 阳 奥 体 中 心 主体育场罩篷表面平均风压系数以等值线分布的方式 在罩篷和立面的水平展开图中给出，限于篇幅，文中仅 列出从 β = 0°至 345° 之间部分风向角的结果，见图 3。 由图分析可知：
工程屋盖钢结构东看台第 1 自振周期为 0. 534s， 西看台第 1 自振周期为 1. 04s，属于风荷载作用敏感的 开敞式、大悬臂钢结构。为了结构设计的安全和经济，
参考既有复杂结构风荷载及试验研究结果［1-4］，通过风 洞模拟试验对不规则钢结构屋盖的风荷载体型系数进 行了研究。 1 模型与数据采集 1. 1 试验模型
Wind tunnel test and shape coefficient of wind load research for roof of the main stadium in Guiyang Olympic Sports Center
Wu Jun1 ，Zhang Zhong1 ，Wang Shu2 ，Liu Xingang2 ，Huang Jiyang2 ，Ge Jiaqi2
图 1 风洞试验图片
图 2 主体育场罩篷测压孔布置、单元划分示意图
1. 2 试验数据采集 在结构风洞试验中如何获得正确的瞬时风压数据
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特别重要。为了 获 得 尽 可 能 高 的 频 率 响 应 ，在 连 接 测 压孔和扫描阀的每一根塑料管中接有限流器。试验使 用的限流器是参考加拿大西安大略大学边界层风洞实 验室目前使用的限流器参数制作的。对每个限流器都 进行了严格的检验和标定，其均匀性和一致性都符合 要求。
模型表面风压测量采用 5 个单元组合机械扫描 阀。在每个组合扫描阀单元中安装的压力传感器量程 为 0. 5psi，静态满量程精度为 ± 0. 06% ，固有频率大于 35kHz。
体育场月牙形大跨悬挑屋盖风荷载特性
体育场月牙形大跨悬挑屋盖风荷载特性李波;冯少华;杨庆山;范重【摘要】风荷载是大跨悬挑屋盖的主要控制性载荷,本文以灵武体育中心为例,采用同步测压风洞试验技术,对体育场中最常采用的双侧布置的月牙形大跨悬挑屋盖平均风压、脉动风压、极值风压分布进行了研究,为该类结构的抗风设计提供参考.试验结果表明:不同风向角下,由于月牙形悬挑屋盖倾角的变化,来流在屋盖表面形成不同的特征湍流；对于屋盖整体而言,平均风荷载、脉动风荷载随风向角变化均匀,处于来流下游的悬挑屋盖平均风荷载、脉动风荷载均较处于来流上游的悬挑屋盖大.悬挑屋盖上表面极值风压数值普遍大于下表面,且变化更为剧烈.【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》【年(卷),期】2013(034)005【总页数】5页(P588-592)【关键词】悬挑屋盖;风洞试验;平均风荷载;脉动风荷载;极值风荷载【作者】李波;冯少华;杨庆山;范重【作者单位】北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;中国建筑设计研究院范重工作室,北京100044【正文语种】中文【中图分类】TU312.1大跨悬挑屋盖具有自重轻、跨度大、结构柔等特点，风荷载是其结构设计的主要控制性荷载，属典型风敏感结构［1-2］.大跨悬挑屋盖的风荷载特性一直是风工程研究的热点，国内外研究者通过风洞试验得到了一些有价值的结论［3-5］，对认识该类结构的风荷载特性起到了重要作用.月牙形大跨悬挑屋盖是现代体育场看台最常采用的罩棚形式，并且通常呈双侧布置用以满足建筑功能要求.平面形体的改变使得月牙形大跨悬挑屋盖的风荷载分布更为复杂，双侧布置又使得屋盖间风致干扰效应成为需要考察的内容.相对于普通大跨悬挑屋盖，专门针对月牙形大跨悬挑屋盖风荷载的研究相对缺乏.文献［6］采用数值的方法对月牙形大跨悬挑屋盖的平均风压分布进行了预测，文献［7］则研究了局部构造对月牙形悬挑屋盖平均风压分布的影响.灵武体育中心位于宁夏回族自治区灵武市新区行政中心，距自治区首府银川市38 km，总建筑面积27 173 m2.体育场西侧设上、下两层看台，东侧设一层看台，并在东、西两侧看台上方设置大跨度悬挑屋盖.悬挑屋盖为复杂曲面，前高后低，且中间高、两侧低，平面投影为月牙形.本文将以灵武体育中心为例，采用同步测压风洞试验的方法对双侧布置的月牙形悬挑屋盖风荷载特性进行了研究，重点分析该类悬挑屋盖平均风荷载、脉动风荷载与极值风荷载的分布特性，为该类结构的抗风设计提供参考.1 风洞试验概况1.1 试验风场本次试验在北京交通大学风洞实验室高速试验段完成，该风洞(图1)为双试验段回流式闭口风洞，风洞洞体平面尺寸为41.0 m×18.8 m，其中，高速试验段尺寸为3.0 m ×2.0 m ×15.0 m，低速试验段尺寸为5.2 m ×2.5 m ×14.0 m.经第三方校核，风洞风场品质优秀.图1 北京交通大学风洞试验室Fig.1 Wind tunnel laboratory in Beijing Jiaotong University在正式试验前，首先通过尖塔和立方体粗糙元的组合，按照我国《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定，模拟了1∶200的B类风场(地面粗糙度指数α=0.16)，试验中名义风速为15 m/s，风场平均风剖面如图 2 所示.图中 Z、Zr、U、Ur、α 分别为高度、参考点高度、风速、参考点处风速和风速剖面幂指数(试验中，参考点设置在模型顶部高度处).图2 平均风速与湍流度剖面Mean wind speed and turbulence intensity profiles1.2 试验模型及数据处理试验模型为刚性模型，根据设计图纸，采用ABS材料制作，主体模型具有足够的强度和刚度，在试验过程不会发生变形和振动，以保证压力测量的精度.根据实际建筑物的大小和风洞试验阻塞率的要求，模型几何缩尺比选为1∶200，如图3所示.图3 风洞试验模型Fig.3 Wind tunnel test model该体育中心月牙形大跨悬挑屋盖分东、西两部分，其中，东悬挑屋盖面积较小，且高度较西悬挑屋盖低.采用双面测压技术［8］，在西悬挑屋盖内外表面共布置352个测压点，在东悬挑屋盖内外表面共布置312个测压点，如图3所示.测点处设置测压管，用来测量各点的瞬时风压.试验采用美国PSI公司生产的电子扫描阀测压系统，采样频率311.74 Hz，每个通道采样点数为 9 000，采样时间28.8 s.在0°～360°范围内每转动10°测试一次，主要风向角如图4所示.在结构风工程中，物体表面的压力通常用对应于参考点的无量纲压力系数表示，该系数可按下式确定［9］:式中为测压点i处相应于参考点的压力系数;Pi为作用在测点i处的压力;P0、P∞分别是试验中参考高度处的总压与静压.图4 测点布置图及风向角示意Fig.4 Tap distribution and wind angle本文风压符号约定为:压力向上或向外为负，压力向下或向内为正.2 平均风荷载压力系数的均值反映了平均风荷载.本节将基于风洞试验结果给出月牙形大跨悬挑屋盖压力系数均值分布，用以揭示该类结构的平均风荷载分布特性.2.1 平均风荷载分布图5给出了灵武体育中心0°、270°风向角，屋盖上、下表面合成后的压力系数均值分布云图.0°风向角时平均风荷载分布如图5(a)所示.该风向角东、西悬挑屋盖沿来流方向对称布置，由于两片屋盖形状相似，平均风荷载分布规律基本相同;受屋盖倾角变化的影响，平均风荷载沿屋盖由正压逐渐变化为负压;其中，屋盖正压区与负压区的分界线大致在屋盖三分之一处，该处屋盖倾角约为10°;由平均压力分布图还可以看出，来流在屋盖正压区、负压区的角部产生了明显的锥形涡［10-11］，正压区涡心处压力系数均值为0.6，负压区涡心处压力系数均值为 -0.5.270°风向角时平均风荷载分布如图5(b)所示.该风向角东悬挑屋盖位于来流上游，作用于屋盖的风荷载均为负压，并且风压分布对称性较好.来流在东屋盖根部形成了明显的柱状涡［12］，涡心处压力系数均值达到-0.6，但是柱状涡作用范围较小，衰减很快;来流流过东屋盖后，在西屋盖悬挑端再次形成柱状涡，由于来流受东屋盖阻碍，流速减缓，湍流成分增加，该柱状涡的作用范围较大，但强度小，涡心处压力系数均值仅为-0.35.图5 压力系数均值分布Fig.5 Distribution of the mean of pressure coefficient 2.2 平均风荷载随方向角变化为了更好地说明平均风压分布规律，图6给出了月牙形大跨悬挑屋盖整体平均压力系数随风向角的变化曲线.其中，屋盖整体平均压力系数定义为:式中为测点i处上、下表面压力系数合成后的均值;Ai为测点i所代表的面积.图6 屋盖整体平均压力系数Fig.6 The mean of pressure coefficient of the whole roof可以看出，东、西悬挑屋盖整体平均压力系数随风向角变化的规律性较好.处于来流上游的悬挑屋盖整体风压值较小，而处于下游的悬挑屋盖风压值较大;50°和140°风向角时，东屋盖整体风压值较大，其值达到 -0.4;230°与310°风向角时，西屋盖整体风压值较大，其值达到-0.54.3 脉动风荷载压力系数的根方差是用来衡量脉动风压大小的重要指标.图7给出了0°、270°风向角，月牙形大跨悬挑屋盖上、下表面合成后的压力系数根方差分布云图.图7 压力系数根方差分布Fig.7 Distribution of the RMS of pressure coefficient由图7可以看出，压力系数根方差的分布规律与压力系数均值分布规律相似.90°风向角时，东、西屋盖压力系数根方差分布基本相同，但是西屋盖涡心处压力系数根方差的值较东屋盖大;270°风向角时，东屋盖压力系数根方差衰减较慢，西屋盖则衰减较快.定义屋盖整体压力系数根方差为式中为测点i处上、下表面压力系数合成后的根方差.图8给出了屋盖整体压力系数根方差随风向角的变化曲线.可以看出，处于来流上游的悬挑屋盖脉动风压较小，而处于下游的悬挑屋盖脉动风压较大，该规律与平均风压变化规律一致.图8 屋盖整体压力系数根方差Fig.8 The RMS of pressure coefficient of the whole roof4 极值风荷载极值风压是用来指导围护结构抗风设计的重要依据.对于大跨度悬挑屋盖而言，上吸风极值通常为最不利荷载，按本文的符号约定，即为压力系数极小值.本文按下式确定作用于屋盖的极值风荷载:式中分别为测点i处的压力系数极大值和极小值分别为测点i处的压力系数平均值和根方差，g为峰值因子，本文取3.5.图9给出了36个风向角作用下，月牙形大跨悬挑屋盖上、下表面最不利压力系数极小值分布云图.由图可以看出，屋盖表面的极值风压分布对称较好，上表面极值风压数值普遍大于下表面，且变化更为剧烈;屋盖上表面极值风压数值大于-1.6的区域占到整个屋盖的1/3，并且仅位于屋盖的悬挑端;下表面则是屋盖边缘周圈的极值风压数值均较大，约占屋盖的1/5区域.图9 压力系数极值分布Fig.9 Distribution of the minimum of pressure coefficient5 结论风荷载是大跨悬挑屋盖结构设计的主要控制性荷载，本文以灵武体育中心为例，采用同步测压风洞试验得到了作用于体育场双侧布置的月牙形大跨悬挑屋盖平均风荷载、脉动风荷载以及极值风荷载的分布特性:1)整体而言，作用于双侧布置的月牙形大跨悬挑屋盖的平均风荷载、脉动风荷载随风向角变化均匀，处于来流下游的悬挑屋盖平均风荷载、脉动风荷载均较处于来流上游的悬挑屋盖大.2)当来流与悬挑屋盖纵向平行时(如0°风向角)，受屋盖倾角变化的影响，来流前缘为正压区，后缘为负压区，并且，来流在屋盖表面形成锥形涡，涡心位于屋盖角部;当来流与悬挑屋盖横向平行时(如270°风向角)，屋盖表面均为负压区，来流在屋盖前缘形成柱状涡.3)悬挑屋盖上表面极值风压数值普遍大于下表面，且变化更为剧烈;上表面悬挑端1/3的范围均可划为边缘区，极值风荷载较大.参考文献:【相关文献】［1］HOLMES J D.Wind load of structures［M］.New York:Spon Press，2001:210-221. ［2］孙瑛.大跨屋盖结构风荷载特性研究［D］.哈尔滨:哈尔滨工业大学，2007:3-8.SUN Ying.Characteristics of wind loading on long-span roofs［D］.Harbin:Harbin Institute of Technology，2007:3-8.［3］LAM K M，TO A P.Generation of wind loads on a horizontal grandstand roof of large aspect ratio［J］.Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，1995，54(55):345-357.［4］朱川海，顾明.大型体育场主看台挑篷抗风研究现状及展望［J］.空间结构，2005，11(2):27-33.ZHU Chuanhai，GU Ming.Present state and perspectives of wind resistance studies on grandstand cantilevered roofs of large stadiums［J］.Spatial Structures，2005，11(2):27-33.［5］李元齐，胡渭雄，王磊.大跨度空间结构典型形体风压分布风洞试验研究现状［J］.空气动力学学报，2010，28(1):32-38.LI Yuanqi，HU Weixiong，WANG Lei.State of art:wind tunnel investigation on wind pressure distribution of large span spatial structures with typical shapes［J］.Acta Aerodynamica Sinica，2010，28(1):32-38.［6］顾磊，齐宏拓，武芳.典型体型体育场风荷载数值模拟分析［J］.空间结构，2010，16(2):72-80.GU Lei，QI Hongtuo，WU Fang.CFD numerical simulation of typical shape stadiums ［J］.Spatial Structures，2010，16(2):72-80.［7］李超，陈水福，盛建康.局部构造对月牙形凸屋盖风荷载影响的研究［J］.空间结构，2010，16(3):47-54.LI Chao，CHEN Shuifu，SHENG Jiankang.Effect of local configurations on wind load of a crescent-shaped convex roof Structure［J］.Spatial Structures，2010，16(3):47-54. ［8］李波，杨庆山，冯少华.周边建筑对大跨屋盖风荷载的干扰效应研究［J］.试验流体力学，2012，26(5):27-30.LI Bo，YANG Qingshan，FENG Shaohua.Research on the interference effect of surrounding buildings on the wind load of long-span roof［J］.Journal of Experiments in Fluid Mechanics，2012，26(5):27-30.［9］李波，杨庆山，田玉基，等.锥形超高层建筑脉动风荷载特性［J］.建筑结构学报，2010，31(10):8-16.LI Bo，YANG Qingshan，TIAN Yuji，etal.Characteristics of turbulent wind load of tapered super-tall buildings［J］.Journal of Building Structures，2010，31(10):8-16.［10］陈学锐，顾志福，李燕.锥形涡诱导下建筑物顶面风荷载［J］.力学学报，2007，39(5):655-660.CHEN Xuerui，GU Zhifu，LI Yan.Conical vortex induced wind loading on the roof of a building［J］.Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics，2007，39(5):655-660.［11］KAWAI H.Local peak pressure and conical vortex on building［J］.Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamic，2002，90:251-263.［12］李波，杨庆山，田玉基，等.国家网球中心新馆可开启屋盖风荷载特性［J］.土木工程学报，2010，43(S2):112-118.LI Bo，YANG Qingshan，TIAN Yuji，et al.Wind load characteristics of retractable roof of New National Tennis Center［J］.China Civil Engineering Journal，2010，43(S2):112-118. ［13］张相庭.结构风工程［M］.北京:中国建筑工业出版社，2006:124-125.。
体育场月牙形大跨悬挑屋盖风荷载特性
中图分类号 ： Ｔ Ｕ ３ １ ２ ． １ 文献标志码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ６ － ７ ４３ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ － ０ ５ ８ ８ － ０ ５
Ｗｉ ｎ ｄ ｌ ｏ ａ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｒ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｔ － ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｄ ｌ ｏ ｎ ｇ － ｓ ｐ ａ ｎ ｃ ａ ｎ ｔ ｉ ｌ ｅ ｖ ｅ ｒ ｅ ｄ ｒ ｏ ｏ ｆ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｄ ｉ ｕ ｌ ｎ
关键词 ： 悬挑屋盖 ； 风洞试 验 ； 平均风荷载 ； 脉动风荷载 ； 极值风荷载
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ － ７ ０ ４ ３ ．２ ０ １ ２ ０ ８ ０ １ ４
网络出版地址 ： ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｎ ｅ ｔ ／ ｋ ｃ ｍ ｓ ／ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ／ ２ ３ ． １ ３ ９ ０ ． Ｕ ． ２ ０ １ ３ ０ ４ １ ５ ． １ ４０ ０ ． Ｏ Ｏ ９ ． ｈ ｔ ｍ ｌ
第３ ４卷第 ５期
２ ０ １ ３年 ５月
哈ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
尔
滨
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程
大
学
学
报
Ｖｏ １ ． ３ ４№． ５
Ｍａ ｙ ２ ０ １ ３
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈａ ｒ ｂ ｉ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
体 育场 月牙 形 大 跨 悬挑 屋 盖 风 荷 载 特 性
最 常采 用的双侧 布置 的月牙形 大跨悬挑 屋盖平均 风压 、 脉动风压 、 极值风 压分布进行 了研究 ， 为该类结构 的抗风设 计提
体育场悬挑屋盖风振控制研究的开题报告
体育场悬挑屋盖风振控制研究的开题报告
一、研究背景
近年来，随着体育运动的发展和人们生活水平的提高，越来越多的大型场馆和体育场馆开始出现。
而体育场的设计和建造不仅要考虑到安全性和舒适性等基本因素，同时也需要考虑到暴风雨等自然因素的影响。
由于风振效应对体育场悬挑屋盖的影响较大，因此对体育场悬挑屋盖风振控制的研究成为当前国内外的热门研究课题。
二、研究目的
本研究旨在通过理论分析和数值模拟的方法，探究体育场悬挑屋盖遭受风振效应时的力学行为和控制机制，为体育场的设计和建造提供理论依据和技术支持。
三、研究内容
1. 风振效应理论研究
通过文献综述和理论探讨，了解体育场悬挑屋盖的风振效应规律，分析影响风振效应的因素，为后续的数值模拟提供理论基础。
2. 数值模拟
利用有限元模拟软件模拟体育场悬挑屋盖在风场中的受力和变形情况，探究不同风速、风向和建筑参数对悬挑屋盖风振的影响，并进行参数优化。
3. 风振控制方案研究
根据理论分析和数值模拟结果，提出适合体育场悬挑屋盖的风振控制方案，并利用数值模拟软件验证其控制效果。
四、研究意义
本研究的成果可为体育场悬挑屋盖的设计、建造和工程实践提供理论依据和技术支持。
通过风振控制方案的研究，可以提高体育场馆的安全性和稳定性，保障观众和运动员的安全，同时也可以节省经济和人力资源。
体育场罩棚结构平均风荷载分布特点研究
Ｓ ＨＡＮ ＸＩ ＡＲＣＨＩ Ｔ ＥＣ Ｔ ＵＲＥ
山 西 建 筑
Ｖｏ １ ． ４ ０ Ｎｏ ． ３ ４
Ｄｅ ｅ ． ２ ０１ ４
・５１ ・
文章编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ４） ３ ４ — ０ ０ ５ １ — ０ ３
３ 试 验 结果 与数 据处 理
根据 目前 国 内外 风 工 程惯 用 的 方 法 ， 风 压 系 数 可按 式 （ １ ）
ａ ） 灌南体育场 ｂ ） 浦江体育场 Leabharlann 计算 ： Ｃｐ ｉ－
ｏ ． ５ ｐ ｖ ２
．
—
（ １ ）
为了使 这几个 结构具有可 比性 ， 可把风 压系数 转换成 局部体 型系数。根据 Ｇ Ｂ ５ ０ ０ ０ ９ ． ２ ０ １ ２建 筑结 构荷载 规范 的规 定 ， 某一 点 “ ｉ ” 的风压 计算公式为 ｊ ：
＝
（ ２ ）
ｃ） 金华体育场
式中： — —标准地貌 的基本风压 ；
— —
图 １ 三个体 育场的效 果图
点 的风 载体 型系数 ； 点 的风压 高度变化系数 。
Ｗｉ ＝Ｃ ｐ Ｗ ｏ （ ３ ）
浦江体育场 的罩棚属 于前沿无拱 的主看 台罩 棚 ， 上表面 呈竹 节状起 伏 ， 其效果图如图 ｌ ｂ ） 所 示 。罩棚 结 构 的纵 向跨 度 达 到 ２ ０ ９ ． ５ ｍ， 最大悬挑 ２ ８ ｍ， 罩 棚采 用改进悬 臂 型预应 力张 弦结构 ， 上覆 张拉膜形式 。金 华体 育场 的罩 棚属 于前 沿有拱 的主看 台罩
现代体 育场 的上部 罩 棚结 构 的形 状 往往 采 用 大悬 挑 ， 轻 材 ２ ６ ３ ． ８ ｍ， 短方 向跨 度 ４ ４ ． ５ ｍ， 结构最高点 为 ４ ３ ． ４ ｍ。采用桁架拱 前 端大拱 采用 管桁 架 ， 多点 支撑 与下 质， 柔结 构等形式 ， 形 成了典型的对风 敏感 的结 构 ， 从 而作 用在悬 与 网壳相结合 的结构 形式 ， 两侧落地处设置大体 积混凝土墩 与 网壳 结 挑罩棚 上的风荷载 和 由此诱 发 的罩 棚风致 振 动常常 是控 制结 构 部混凝土 Ｖ形柱相连 ， 安全性 的主要 因素 … 。体 育场 罩棚从 广 义上说 主要 分为 环状 罩 构 连 接 。 棚 和主看台罩棚两 种形 式。其 中主看 台罩 棚 又可根 据其 前沿 状 ２ 态大体分 为有拱无拱两种情况 。由于跨度 问题 ， 一 般采 用 巨型 钢
北大体育馆屋盖的风荷载及周边建筑干扰影响的试验研究
扰效 应 与干扰 体 的位 置 、 状 等 很 多 因 素 密切 相 关 ， 形
要 想 给 出一 个普 遍 意义 的结论 是 很 困难 的 ， 是可 以 但
通 过对 具体 的 实例 进行 分析 ， 出一 些具 有参 考意 义 得
的结论 。
图 １ 北 京 大 学 体 育 馆 外 景
Ｆ ｇ． Ｅｘｅ ｎ ｌ ｐ ｅ ｒ ｎ ｅ ｏ ｅ ｉ ｇ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｎ ｓｕ ｉ １ ｔｒ ａ ｐ ａ ａ ｃ ｆＰ ｋ ｎ ｉｅ ｓ ｙ Ｇｙ ｍａ ｉｍ ａ ｔ
象征着 乒 乓球 是 对 速 度 、 量 、 转 的 综合 要 求 。考 力 旋
收 稹 日期 ： ０５ｔ．３ 修 订 日 期 ：２０ － －７． ２０ ．ｔ ； ２ ０ ６０ ２ ６ 作 者 简 介 ：方 江 生 （９９） 男 。 徽 潜 山 人 ， 士 研 究 生 １７ ． ， 安 博
维普资讯
提 供尽 可能 大 的无 内柱 空间 等特 点 ， 近年来 被广 泛地 应 用 于各类 大 型 的公 共 建筑 当 中 。同时 ， 这种 结构 跨
度大 、 构轻 柔 ， 一 种 典 型 的风 敏 感 结 构 。大 跨 度 结 是
屋 盖 结构 的风 荷载 特 性 ， 不仅 与 其 结 构 外 形 有 关 ， 还 与其 所处 的建 筑环 境有 关 。
要 ： 合 北 京 大 学 体 育虑 了 有 无 周 边 建 筑 两 种 情 况 下 的 风 压 分 布 。 以 屋 结 分
盖 上 的 平 均 风 荷 载 和 脉 动 风 荷 载 为研 究 对 象 ， 屋 盖 上 的 风 荷 载 特 性 和 周 边 建 筑 的 干 扰 影 响 进 行 了 详 细 的 分 析 。 对 得 出 的 主 要 结 论 ： 游 建 筑 物 的 干 扰 一 般 会 减 小屋 盖 上 的 平 均 风 压 ， 大 屋 盖 上 的脉 动 风 压 ， 对 迎 风 前 缘 的 影 响 上 增 且 比对 其 他 部 位 的影 响 大 ； 边 建 筑 物 的布 置 ， 有 可 能 产 生 “ 风 效 应 ” 而 显 著 地 增 大 风 压 ； 边 建 筑 的 影 响 使 风 周 也 兜 从 周 压 分 布 更 加 分 散 ， 动 风 荷 载 对 于总 的设 计 风 荷 载 来 说 不 能 忽 略 。 脉
体育建筑中开合屋盖的应用探索_南通市体育会展中心体育场设计
约 ３０ｍｉｎ 金属板
约 ２０ｍｉｎ 装饰板 ＋ 绝缘材料 ＋ＰＶＣ 板
约 １５ｍｉｎ 约 ２０ｍｉｎ
聚四氟乙烯涂层玻璃纤维膜材 （特氟隆） 金属钛板
约 １０ｍｉｎ 约 ３０ｍｉｎ
钛板 ＋ 聚四氟乙烯涂层玻璃 纤维膜材（特氟隆） 半透明塑料板 ＋ 隔热材料 ＋ 铝板
空间拱桁架 空间拱桁架 钢索膜结构 主副拱空间桁架 及斜拱空间桁架
ห้องสมุดไป่ตู้
开启行走方式 叠和旋转屋盖单元 （旋转和平行移动） 向中间集束的膜结构 （放射性展开移动）
叠和开合屋盖单元 （平行移动） 叠合屋盖单元 （组合移动 ） 叠合屋盖单元 （组合移动） 叠和旋转屋盖单元 （旋转平行移动） 叠合开合屋盖单元 （平行移动） 叠和开合屋盖单元 （空间移动）
材料由高耐久性钛板铺盖而成，开口率为 ６０％，基本覆盖了比赛场地。屋盖的开启形 式分全闭０°、全开１２０°及半开６０ °状态， 并利用自锁装置使之保持在各自轨道的结 构体中，可转动的两块各重４０００ｔ，开启一 次需 ２０ｍｉｎ。此后各国相继上马了数十个 具有开合屋盖的体育场馆，如美国的亚利 桑那州菲尼克斯棒球场（１９９８ 年）、日本大 分县体育场（２００１年）、丰田体育场（２００１年，
叠放屋盖单元 （平行移动） 叠放屋盖单元 （平行移动） 叠和旋转屋盖单元 （平行移动） 叠放屋盖单元 （平行移动） 叠放扇形屋盖单元 （旋转移动） 叠合开合屋盖单元 （空间移动） 折叠膜结构 （折叠移动） 向中间集束的膜结构 （折叠移动） 叠合开合屋盖单元 （空间移动）
开闭时间 屋面材料 约 ２５ｍｉｎ 铝合金板材
近些年，世界各国普遍对开合屋盖体 育建筑产生了很大的关注，产生了多个优 秀的开合屋盖体育建筑，以日本、德国、加 拿大、美国所建的开合屋盖体育建筑为代 表，其中日本无论在开合屋盖结构的技术 方面、还是在开合屋盖建筑的数量方面都 具有很大优势。１９８９ 年在加拿大多伦多建 成了直径 ２０８ｍ 的天空穹顶（Ｓｋｙ Ｄｏｍｅ）体 育场，是开合屋盖的代表作之一，其屋面面 积 ３．２４万 ｍ２，钢结构与屋面材料总重量达
国家体育场大跨度屋盖结构风场实测研究
国家体育场大跨度屋盖结构风场实测研究罗尧治;蔡朋程;孙斌;童若飞;沈雁彬;王洽亲【摘要】With the aid of self-developed measurement system based on wireless sensor network, field measurements of wind characteristics were conducted on the roof of the National Stadium. Boundary layer wind characteristics such as mean wind speed and direction, turbulence intensity, gust factor and power spectrum density of longitudinal wind speed etc were revealed. Analysis results show that there are remarkable differences between the characteristics of the wind on the roof and the nature wind, which represent the roof wind to be of high non-Gaussian characteristic, high turbulence, peaks of PSD function appearing in high frequency domain, and weak correlation among the oscillations at different points in space. It is proved that the theory of quasi-steady state is not applicable to the large-span roof structure.%利用自主开发的基于无线传感技术的土木工程结构风场实测系统,对国家体育场大跨度屋盖上的风速风向进行了监测,获得了屋盖上的风场实测数据.得到了平均风速和风向、阵风系数、湍流度以及脉动风速功率谱等风特性参数.经过对实测数据的分析,分析结果表明大跨度屋盖上风场与自然来流特性存在较大差别,表现为非高斯特性明显、湍流度较大、脉动风速功率谱在较高频率处达到峰值、空间上不同点脉动特性相关度较弱；该文从实测角度上证明了大跨度屋盖结构不适用准定常假定.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2012(031)003【总页数】6页(P64-68,78)【关键词】现场实测;国家体育场;功率谱;湍流度【作者】罗尧治;蔡朋程;孙斌;童若飞;沈雁彬;王洽亲【作者单位】浙江大学空间结构研究中心浙江省空间结构重点实验室,杭州310058;浙江大学空间结构研究中心浙江省空间结构重点实验室,杭州310058;现代设计集团上海建筑设计研究,上海200041;浙江大学空间结构研究中心浙江省空间结构重点实验室,杭州310058;浙江大学空间结构研究中心浙江省空间结构重点实验室,杭州310058;浙江大学空间结构研究中心浙江省空间结构重点实验室,杭州310058;浙江大学空间结构研究中心浙江省空间结构重点实验室,杭州310058【正文语种】中文【中图分类】TU393.3随着结构体系、建筑材料、设计和施工技术的进步，现代建筑朝着高度越来越高﹑跨度越来越大的方向发展，使得工程结构逐渐呈现质量轻、柔度大﹑阻尼小和自振频率较低的特性，风荷载往往成为控制结构设计的主要荷载。
大跨屋盖结构风荷载特性研究共3篇
大跨屋盖结构风荷载特性研究共3篇大跨屋盖结构风荷载特性研究1大跨屋盖结构风荷载特性研究随着现代建筑技术的不断发展，越来越多的大跨屋盖结构被应用于大型体育馆、会展中心等场馆中。
这些结构具有体积大、构造复杂、自重大的特点，同时还需考虑极端气象条件下的风荷载对其安全性的影响。
因此，对于大跨屋盖结构风荷载特性的研究具有重要的意义。
风是大跨屋盖结构最常见的外部荷载之一，因此研究大跨屋盖结构的风荷载特性是极其必要的。
在研究大跨屋盖结构的风荷载特性时，要考虑以下三个方面。
首先，气象条件是影响风荷载特性的关键因素之一。
气象条件包括气温、湿度、大气压力、风向、风速等因素。
不同的气象条件会对大跨屋盖结构的风荷载产生不同的影响。
例如，在高温、低湿度的气象条件下，大气密度较小，风荷载的大小也会明显减小。
而在低温、高湿度的气象条件下，大气密度较大，风荷载的大小则会明显增加。
其次，大跨屋盖结构的形状大小和材料是影响风荷载特性的重要因素之二。
结构的形状和大小决定了大跨屋盖结构的面积和体积，从而影响了结构的自重和风荷载的大小。
例如，在相同的风速下，一个球形的屋盖结构所受到的风荷载显然要小于一个平面的屋盖结构。
而材料的选择直接影响了结构的刚度、强度和稳定性，从而影响了风荷载的分布和大小。
最后，大跨屋盖结构的支座方式是影响风荷载特性的第三个因素。
不同的支座方式会影响结构的倾斜度和位移，从而影响结构的稳定性和安全性。
为了保证结构的稳定性和安全，支座的刚度和强度必须要足够大。
总之，大跨屋盖结构风荷载特性的研究是一项复杂而又必要的工作。
需要综合考虑气象条件、结构的形状、大小和材料，以及支座方式对其所受风荷载的影响。
只有通过全面深入的研究，才能更好地保证大跨屋盖结构的安全稳定性综上所述，大跨屋盖结构的风荷载特性与多个因素相关，包括气象条件、结构的形状、大小和材料，以及支座方式等。
在设计和建造大跨屋盖结构时，必须综合考虑这些因素，以确保其稳定性和安全性。
体育场挑篷的风荷载试验研究
关键词 ：体育场挑篷 ； 风洞试验 ； 平均风压 ；脉动风压 ； 风荷载
中 图分 类 号 ： Ｕ ７ ．１ Ｔ ９３２３ 文 献 标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ２ ３ ７ Ｘ（０ ８ ０ ０ ５ —３４ ２ ０ ）９—１ ７ —０ １０ ６
Ｗ ｉｄ Ｔｕ ｎ ｓ ｎ Ｍ ｏ ｅｌ ｆＳｔ ｄｉｍ ｎ ｐ ｏ ｎ ｎ ｅｌＴｅ ｔｏ ｄ ａ ｕ Ｏａ ｏ ｙ Ｒｏ ｆ ｏ
ＧＵ ｉ ｇ ，Ｈ ＵＡＮ Ｇ ｕ ｉ ，Ｈ ＵＡＮＧ ｅ ｇ ，Ｓ ｎ ｊ ｎ Ｍ ｎ Ｙｏ ｑ ｎ Ｐ ｎ ＨＩＨｏ ｇ ｕ
（ ｔｔ ｙＬ ｂ ｒｔｒ ｒＤ ｓｓｅ ｅ ｕ ｔ ｎ ｉ Ｃ ｖ ｎ ｉｅｒ ｇ， ｏｓ ｉ ｉｅｓ ｙ ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ０ ２ ｈｎ ； １ Ｓａ ｅ Ｋｅ ａ ｏ ａｏｙ ｆ ｉ ｔ Ｒ ｄ ｃｉ ｉｉＥ ｇｎ ｅｉ Ｔ ｒ ｖ ｒｌ ，Ｓ ａ ｇ ａ ２ ０ ９ ，Ｃ ｉａ ｏ ａ ｒ ｏ ｎ ｌ ｎ Ｕｎ ｔ
Ｖ０ ． ６ Ｎｏ ９ １３ 场 挑 篷 的风 荷 载试 验 研 究
顾 明 ， 友 钦 黄 黄 ， 鹏 施 红 军２ ，
（． １ 同济大学 土木工程防灾 国家重点实验室 ， 上海 ２０ ９ ２ 上海华东建筑设 计研究 院有限公司 ， ０ ０ ２； ． 上海 ２ ０ ０ ） ０ ０ ２
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第 ３ 第 ９期 ６卷 ２０ ０ ８年 ９月
同 济 大 学 学 报（ 然 科 学 版 ） 自 Ｊ Ｕ Ｎ ＬＯ Ｏ Ｇ Ｉ ＮＶ Ｒ ＩＹ（ Ａ Ｕ Ａ ＣＥ Ｃ ） Ｏ Ｒ Ａ ＦＴ Ｎ Ｊ Ｕ ＩＥ ＳＴ Ｎ Ｔ Ｒ ＬＳ ＩＮ Ｅ
２ ａｔ ｈｎ ｒｈｔ ｔｒｌ ｅｉｎ＆ ＲｅｅｒｈＩｓｉ ｔ Ｃ ． ｔ，Ｓ ａｇ ａ ２ ０ ０ Ｃ ｉ ） ．Ｅ ｓ Ｃ ｉａＡ ｃｉ ｃｕａ Ｄ ｓ ｅ ｇ ｓａｃ ｎｔｕｅ ｏ Ｌ ｄ ｈ ｎｈ ｉ ０ ０ ２， ｈｎ ｔ ａ
体育场环状悬挑屋盖风荷载特性及风振分析的开题报告
体育场环状悬挑屋盖风荷载特性及风振分析的开题报告开题报告一、选题依据近年来，随着我国体育事业的不断发展，越来越多的大型体育场馆被建设起来。
其中，体育场馆的屋盖结构是其最重要的组成部分之一。
随着建筑技术的更新换代，传统的钢结构体育场屋盖已逐渐被新型的悬挑式屋盖所替代。
悬挑式屋盖具有外形美观、结构简洁、空间开阔等优点。
然而，由于其悬挑特性，也存在一定的安全隐患。
特别是在大风天气下，屋盖的受力情况更加复杂，需要对其风荷载特性及风振分析进行深入研究。
因此，本次选题旨在探究体育场环状悬挑屋盖的风荷载特性及风振分析，为悬挑式屋盖的工程设计提供一定的理论依据。
二、研究内容本次选题的主要研究内容包括以下几个方面：1.环状悬挑屋盖的结构形式和受力情况分析。
2.环状悬挑屋盖的风荷载特性分析，包括横向风荷载和竖向风荷载。
3.环状悬挑屋盖的风振分析，包括自激振动和非自激振动等。
4.环状悬挑屋盖的减振设计。
三、研究方法1.理论分析法：通过理论计算、公式推导等方法，对屋盖的受力情况、风荷载特性和风振分析进行深入研究。
2.数值模拟法：运用计算机软件，通过建立数值模型，对屋盖的受力情况、风荷载特性和风振分析进行模拟计算。
3.实验方法：通过实验数据采集和处理分析，验证理论分析和数值模拟的准确性，同时为屋盖的减振设计提供实验依据。
四、研究意义本次选题的研究成果对于提高体育场屋盖的结构安全性和抗风能力具有重大意义。
一方面，可以为悬挑式屋盖的工程设计提供一定的理论依据，降低潜在风险；另一方面，可以为体育场馆的合理使用提供重要保障，提高其运营效率和普及度。
五、可行性分析本次选题的研究内容涉及理论分析、数值模拟和实验方法等多种研究手段，具有一定的可行性。
其中，理论分析和数值模拟是较为常用和成熟的研究手段，而实验方法则需要考虑设备和场地等实际问题，但可以有效地验证前两种方法的准确性。
六、预期成果1.对环状悬挑屋盖结构形式和受力情况的深入了解。
某大型体育场馆开合屋盖变形监测及分析
第44卷第1期 山 西建筑Vol .44No.l2 0 1 8 年 1 月SHANXI ARCHITECTUREJan . 2018• 57 •文章编号：1009-6825 (2018) 01-0057-03某大型体育场馆开合屋盖变形监测及分析贾培军1樊改荣2(1.内蒙古科大建筑设计有限责任公司，内蒙古包头014010; 2.内蒙古第一机械集团有限公司，内蒙古包头014010)摘要:结合某体育馆采用的大型开合屋盖的设计施工实例,介绍了轨道开合屋盖结构的荷载组合情况，为了确保开合屋盖工程 的稳定性和安全性，对在施工和使用阶段的主桁架、环桁架以及活动屋盖的变形量进行了监测和分析，发现变形量均在正常范围内，满足体育场工程的设计规范要求。
关键词：开合屋盖，荷载组合，活动屋盖，施工监测中图分类号:TU 3111概述1.1开合屋盖结构特点开合结构[1]与静态建筑结构相比，开合屋顶的组成结构极大地影响了开合屋盖的受力情况。
开合屋盖结构的屋顶是由若干 个单元组成的，在开合的过程中各屋盖又要进行运动以实现开合 的功能，屋盖的开合运动过程中的不同位置及状态下，由于受到 风、温度、雪、轨道行走状况速度及地震等不可预知力的影响，其 受力和受载状态是复杂的。
1.2开合屋盖荷载情况开合屋盖结构除了承受一般建筑都有的恒、活荷载外，在屋 面移动的过程中，还要承受一些轨道运行中的特殊荷载如启动、 刹车荷载、轨道荷载作用[2]，这与起重机的荷载十分相似,所以， 开合屋盖特殊荷载可以参考起重机设计规范的荷载来确定，按作 用方向分为垂直于轨道的水平力、垂直于轨道的竖向力、沿轨道 的水平力等。
但对于静止状态的可动屋盖设计荷载[3]需考虑周 全，确定下来的荷载组合与常规结构类似，但要特别注意运动4) 按照《规范》条文说明5. 2. 2条，我们将振型个数适当增 加，保证振型参与质量达到总质量的90%以上。
5)按照《规范》5.2.4条及条文说明，突出混凝土顶层的钢构 层，在振型分解法分析中应该将其视为结构的一部分，按独立质点考虑。
国家体育场大跨度屋盖结构风场实测研究
ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｏ ｗｉ ｄ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｗｅｅ ｏ ｄ ｃｅ ｏ ｔ ｅ ｏ ｆ ｆ ｈｅ ａ ｕｅ ｎｓ ｆ ｎ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｓ ｒ ｃ ｎ ｕ ｔ ｄ ｎ ｈ ｒ ｏ ｏ ｔ Ｎａｉｎ ｌ ｔ ｄ ｕ ｔｏ ａ Ｓ ａ ｉ ｍ． Ｂｏ ｎ ａ ｙ ａ ｅ ｗｉ ｄ ｕ ｄ ｒ ｌｙ ｒ ｎ
ｓ ａ ｏ ｆｓｒ ｃｕ ｅ ｐ ｎ ｒ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ．
Ｋｅ ｒ ｓ： ｆ ｌ ａ ｕ ｅ ｎ ；ｔ ｅ ｎ ｔ ｎ ｌｓａ ｉ ｍ ；ｐｏ ｒｓ ｅ ｔ ｍ ；ｔｒ ｕ ｅ ｅ ｉ ｔ ｎ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ｉ ｄ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｈ ａｉ ａ ｔｄ ｕ ｅ ｏ ｗｅ ｐ ｃｒ ｕ ｕ ｂ ｌｎｃ ｎ ｅ ｓｔ ｙ
（ｐ ｃ ｔ ｃ ｒｓＲ ｓａｃ ｅｔ ， ｈ ａｇＫ ｙｌ ｏａ ｒ ｏ Ｓ ａｅｓ ｕｔ ｅ ， ｈｊ ｎ ｎｖｒｉ ， ａｇｈｕ３ ０５ ， ｈｎ ） Ｓ ａｅＳ ｕｔ ｅ ｅｅｒｈＣ ｎ ｒ Ｚ ＠ ｎ ｅ ｂｒｔ ｙ ｆ ｐｃ ｔ ｃ ｒｓ Ｚ ｅｉ ｇＵ ｉｅ ｔ Ｈ ｎｚｏ １０ ８ Ｃ ｉ ｒ ｕ ｅ ａ ｏ ｒ ｕ ａ ｓｙ ａ
振
动
与
冲
击
第３ １卷第 ３期
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＢＲＡＴｌ ＯＮ ＡＮＤ ＨＯＣＫ Ｓ
国家体 育场 大跨 度屋 盖 结构 风 场 实测研 究
罗尧治 ，蔡朋程 ，孙 斌 ，童若飞 ，沈雁彬 ，王洽亲
３ ０ ５ ；．现代设计集团上海建筑设 计研 究 ， １０ ８ ２ 上海 ２０４ ） ００ １
样本代号
记录时间
时长（ ｉ） ａ ｒｎ 平均风 向
度屋盖结构而言 ， 屋盖上表面主要受分离 的旋涡作用 ， 风场较为紊乱， 因而非高斯特性表现明显 。
大跨度空间结构开孔屋盖的风荷载特性研究
Ｄ Ｈ ３ ８ １ ９的无线静态应变采集器 ， 通过 Ｄ Ｈ ３ ８ １ ９无线静态应变采
并进行 实验 设备的调试， 为风 洞试验做好 由于大跨屋盖形式各异 ， 目前还 没有统一 的模型来描述屋盖 集器与工程 电脑连接，
上 的风荷载 ， 我国现 行规范也没有作 明确规定 ， 所 以刚性模型 的 充足 的准 备 。
１ ９
９ ２ ≥ １ ６
≥ ６ ｌ ≥ ７ ８ ｌ １ ０ ５ ９ ｌ ０
图 １ 屋盖结构模型
． ３ 试 验过程 育场屋盖 的风致响应 ，并对位移功率谱密 度函数进行 了对 比分 ２ 本试验采用控制单一变量法 ，分别针对屋盖在不 同角度 、 不 析。
然而 ， 现 阶段 国 内外 学 者对 于顶 部 开 孔 的 屋 盖 结构 几 乎 没 有 同风速和不 同开孔下屋盖 的风荷载效应进行研 究，实验 具体分 。 研究 ， 尤其是关于屋盖在开孔条件下的风荷载 响应研究更少。故 组 设 置 如 表 ２
２ ． １ 试 验材料
为 了满 足 为 了充 分 满足 理想 条 件 下 的 刚 性要 求 ， 实 验材 料 采
４
５
２ １
２ １
７ ５
４ ５
测试在风速 为 Ｏ ｍ ／
ｓ 、 ２ ｍ ／ ｓ 、 ４ ｍ／ ｓ 、 ６ ｍ ／ ｓ 、
用 由甲基 烯酸 甲酯单 体 （ ＭＭＡ ） 聚合而成亚 克力板材有机 玻璃 。 材料参数如表 １ 所示 。
６
７
２ １
４２
３ ０
７５
８ ｍ／ ｓ 、 １ ０ ｍ／ ｓ的 作 用 下 各测 点应 变 值
８ ９
４ ２ ４ ２
４ ５ ３ ０
柯桥轻纺城体育中心体育场开合屋盖开闭机械控制系统应用研究
柯桥轻纺城体育中心体育场开合屋盖开闭机械控制系统应用研究通过对柯桥轻纺城体育中心体育场开合屋盖机械控制系统的设计和施工及控制策略，进行分析和研究。
综述了开合机械控制系统的特殊工况，总结了开合机械控制系统适应性应用的基本方法。
标签：开合屋盖机械控制系统；适应性应用；设计与施工1 工程概况柯桥轻纺城体育中心体育场位于绍兴市柯桥区西北侧，总建筑面积77640平方米，观众座位40000席。
体育场采用开合屋盖结构形式，活动屋盖由两个单元块组成，每片活动屋盖沿两条平行的圆弧轨道移动，活动屋盖采用平面桁架结构，屋面周圈设置水平支撑保证活动屋盖的整体性.每片活动屋盖通过14台小车支撑，闭合时可与固定屋盖完全吻合。
2 活动屋盖开合运行原理本系统采用钢缆绳牵引和自驱台车的组合驱动方式，通过卷扬机，钢缆绳牵引活动屋盖。
每片活动屋盖两侧各有7个台车，活动屋盖通过台车＼轨道等部件将活动屋盖的荷载传至固定屋盖。
3 体育场开闭系统特点分析柯桥轻纺城体育中心体育场开合机械控制系统是一个综合性系统工程，集钢结构设计、制作与施工和起重机械、液压设计、加工与安装及电气、自动控制安装与调试的跨学科合作项目。
三部分必须联合设计、联合制定制作和施工方案，联合交叉施工。
共同调试，才能取得最后的成功。
轻纺城体育中心体育场工程对开合机械控制系统的要求有：a、钢结构与开闭系统的适应性（适应性自适应与补偿调整能力）b、钢结构的稳定性c、机械液压系统的可靠性、耐久性d、控制系统的协调性e、牵引系统的同步性4 开闭机械控制系统的适应性应用4.1 适应性设计考虑到体育场工程结构柔性、大跨度、主拱矢跨比小等工况，钢结构及行走运行轨道随着温差的变化，变形较大，进而引起开闭机械系统开合运行的力超载；以开合屋盖结构工况为设计准则，开闭行走机构设有：行走轮、导向轮、反钩轮、侧向液压纠偏系统和竖向超高压千斤顶调整机构等。
由于体育场固定屋盖的坡度较小，采用卷扬牵引开合方案时，活动屋盖的自重下滑力不足以使活动屋盖顺利平稳打开，因此，主动台车还设有自驱动机构，每部主动台车的驱动部分设有2组对称的链传动机构。
营造全天候使用的体育场武汉地区体育场开合屋盖设计和气候适应性研究
中图分类号 TU245 文献标识码 B 文章编号 1003-739X（2019）03-0005-05 收稿日期 2018-01-22摘 要 该文从体育建筑发展趋势入手，分析了开合屋盖的优势和分布特点。
针对武汉地区气候条件及活动特点，结合开合屋盖的技术特点及造价分析，提出了在武汉地域运用开合屋盖技术，营造全天候使用体育场的思路。
关键词 体育场 气候 开合屋盖Abstract From the development of sports architecture, we discuss the advantages and distribution characteristics of retractable roof. According to the climatic conditions and activity characteristics of Wuhan, combined with the technical characteristics and cost analysis of retractable roof, we propose the idea of using retractable roof technology in Wuhan to create all-weather stadiums.Keywords Stadium, Climate, Retractable roof郭 雷 | Guo Lei陆晓明 | Lu Xiaoming顾 昉 | Gu Fang营造全天候使用的体育场——武汉地区体育场开合屋盖设计和气候适应性研究Create All-Weather Stadium:Study on the Design and Climate Adaptability of Retractable Roof Stadium in Wuhan体育建筑发展的一个重要特征就是人们利用技术不断地挑战外部气候的适应性。
北大体育馆屋盖的风荷载及周边建筑干扰影响的试验研究
北大体育馆屋盖的风荷载及周边建筑干扰影响的试验研究方江生;丁洁民;王田友
【期刊名称】《空气动力学学报》
【年(卷),期】2007(025)004
【摘要】结合北京大学体育馆屋盖结构的风洞模拟试验,分别考虑了有无周边建筑两种情况下的风压分布.以屋盖上的平均风荷载和脉动风荷载为研究对象,对屋盖上的风荷载特性和周边建筑的干扰影响进行了详细的分析.得出的主要结论:上游建筑物的干扰一般会减小屋盖上的平均风压,增大屋盖上的脉动风压,且对迎风前缘的影响比对其他部位的影响大;周边建筑物的布置,也有可能产生"兜风效应"从而显著地增大风压;周边建筑的影响使风压分布更加分散,脉动风荷载对于总的设计风荷载来说不能忽略.
【总页数】7页(P443-448,453)
【作者】方江生;丁洁民;王田友
【作者单位】中信国华国际工程承包公司,北京,100004;同济大学,建筑工程系,上海,200092;同济大学,建筑工程系,上海,200092;同济大学,建筑工程系,上海,200092【正文语种】中文
【中图分类】V211.7;TU312
【相关文献】
1.浅谈东北大学体育馆屋盖网壳施工方法 [J], 杨星;郎和斌
2.周边建筑对大跨屋盖风荷载的干扰效应研究 [J], 李波;杨庆山;冯少华;范重
3.大跨度屋盖围护结构风荷载计算探讨——对某体育馆屋面破坏的结构计算分析[J], 傅余萍;刘玉树;张骏
4.周边建筑对体育馆屋盖和幕墙风荷载的干扰 [J], 宫博;李正农;罗叠峰
5.北大体育馆屋盖结构风荷载分布特性的试验研究 [J], 方江生;丁洁民
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建筑结构学报 Jour nal of Bu ildi ng Structures 第31卷第10期2010年10月Vol 31No 10Oct 2010003文章编号:1000 6869(2010)10 0017 07开合屋盖体育场风荷载特性试验研究李寿科,李寿英,陈政清(湖南大学风工程试验研究中心,湖南长沙410082)摘要:建筑立墙迎风面开孔时内部风压随开口处外压变化显著,使得屋盖所受净压显著增大,其测量值往往大于规范取值。
而对于屋盖顶部开孔的建筑,其内部风荷载我国规范没有相应取值。
为了进行开合屋盖结构设计和探讨屋盖顶部开孔对屋盖风荷载变化的影响,以1 300的几何缩尺比制作了一个开合屋顶体育场的刚性模型,在B类地貌中对该体育场固定、活动屋盖的上、下表面进行了风洞测压试验,得到了屋盖上、下表面的体型系数、平均风压系数、脉动风压系数和极值风压系数。
试验结果表明:活动屋盖的开启,可有效减小固定屋盖和活动屋盖的平均风荷载,引发整个结构承受向下的风荷载;活动屋盖开启将增大固定屋盖和活动屋盖的净脉动风荷载;活动屋盖开启将减小固定屋盖和活动屋盖的极小值风荷载,且固定屋盖上的最大极小值风压系数的位置往屋顶开口方向移动。
关键词:大跨度钢结构;活动屋盖;风洞试验;风压系数;体型系数中图分类号:TU393 3 TU312 1 TU317 1 文献标志码:AExperm i ental i nvestigati on on w i nd loadi ng ofa stadi u m w it h a retractable roofLI Shouke,LI Shouyi ng,C H E N Zhengqi ng(W i nd Engi neeri ng Research C enter,Hunan Un i versity,Changsha410082,China)Abstract:I n the case o f a buildi ng w it h a do m i nant w i ndward openi ng,the i nternal pressure closely foll o w s the exter na l pressure at t he openi ng,and the net roof pressures w ill be increased si gnificantly wh i ch w ere nor m ally lar ger than those derived fro m so m e codes.Currently for t he str ucturesw ith open i ngs on the roofs,the i nter na lw i nd pressure values w ere not prov i de d i n Chi nese code.For the am i of structural desi gni ng asw ell as for the purpose of study i ng the effects of the w i nd loads on t he m ain roof w ith retractable r oof s opening,a ri g i d test model o f a stad i u m w ith retractable roo f was bu ilt w ith geo metri ca l scale of1 300.W ind t unne l tests were carried out to m easure the w i nd pressures on the fi xed roof and the retractable r oof i n t urbulence flo w.The characteristics o f shape c oeffici ent,m ean w i nd pressure coefficie nt,fluctuati ng w i nd pressure coefficient and extre m ew i nd pressure coefficients on the f i xe d roof and retractable roof w ere partic u l arl y studied.It is sho wn that retractable roof s openi ng reduces the m ean w i nd loads on both the fi xed and retractable roof greatly,and w ill m ake the m ai n roof experi enced positive pressures.I n the case of retractable roof opening,the fluctuati ng w i nd loads of the fi xed r oo f and retractable r oof are increased,which co mpared to that of the closed case.For the retracta b l e roof i n ope ned condit i on,the e x tre me w i nd loads on both fi xed and retractable roof w ill be decreased,and the m a x m i um extre m e w ind loadsw ill be present at the top ope n i ng of the fi xed r oo.fK ey wor ds:large span steel str ucture;retractable roo;f w i nd tunnel test;w ind pressure coefficient;shape coefficie nt基金项目:国家自然科学基金项目(50708035),中国博士后科学基金项目(20060400873)。
作者简介:李寿科(1981! ),男,江西萍乡人,博士研究生。
E ma i:l32090170@163 co m通讯作者:李寿英(1977! ),男,江西萍乡人,工学博士,副教授。
E m a i:l shyl@i hnu cn收稿日期:2009年7月0 前言开合屋盖大跨度体育场可满足多种气候和大容量观众的需求,活动屋盖关闭时体育场结构内部风压为零,活动屋盖的开启则会引起结构内部较大的风压,从而对屋盖风荷载造成较大的影响。
开合屋盖大跨度体育场属于一种开孔结构,对于开孔结构内部风效应的研究国外开展较早,H ol m es[1]对一立墙开孔的双坡低矮房屋进行了风洞试验,研究了内压脉动响应和风洞试验模型应有的正确体积缩尺比,并推导了内压响应可由H e l m ohotz共振方程表示。
L i u等[2]研究了一矩形建筑立墙迎风面突然开孔时内压的变化,发现内压稳态振动要比瞬态振动更加地显著。
V ickery等[3]在基于伯努利方程假设的基础上研究了开孔建筑的内、外风压特性,建立了内压响应的H el m ohotz方程,但没有进行现场实测和风洞试验验证。
W oods等[4]研究了一矩形模型在多种开孔大小情况下的内部风效应。
Shar m a等[5]对一缩尺比为1 50的T exas Tec h Un i versity(TTU)建筑进行了风洞试验,研究内压响应方程及柔度对内压响应的影响。
Pearce等[6]对一多种内部容积及多种屋盖柔度的立墙开孔圆柱形建筑进行了风洞试验研究,结果表明:内压响应的H el m ohotz频率随内部容积和屋盖柔度的增大而减小。
G inger等[7]对全尺寸的TTU建筑在迎风面开孔时进行了实测研究,结果表明在屋盖的迎风面边缘的净压值大于澳洲规范的给定值。
国内学者,卢旦等[8]对开孔结构瞬时内压响应进行了最大净风压的估算。
余世策等[9]采用了矩形刚性模型进行了开孔结构风洞试验,研究了结构内部的平均和脉动风压系数,其开孔位置为立墙的迎风面。
余世策等[10]还通过气弹模型风洞试验研究了H el m holtz频率对开孔建筑屋盖风致响应的影响。
黄鹏等[11]研究了大跨度屋盖顶部开洞后的风荷载特性,研究表明屋盖开洞后屋盖上的风压有一定程度的降低。
已有的研究成果主要基于立墙开孔的矩形建筑,研究建筑内外风压特性和内压动态响应规律以及屋盖柔度对建筑内压动态响应的影响,得到了对于立墙开孔建筑的内压动态响应可由H el m ohotz共振方程来表示的结论,并通过试验研究发现屋盖净压在立墙迎风面开孔时均有不同程度的增加。
本文以顶部开孔的椭圆形开合屋盖大跨度体育场为研究对象,研究活动屋盖开启和关闭时屋盖风荷载特性,分析活动屋盖的开启对固定屋盖和活动屋盖的总体型系数、平均风压系数、脉动风压系数、极小值风压系数的影响,探讨屋盖开孔时屋盖的净压变化规律。
1 试验概况1 1 工程背景以内蒙古鄂尔多斯东胜体育场为工程背景,该体育场屋盖由活动屋盖和固定屋盖组成,平面为椭圆形,长轴270m、短轴220m,中心具有一长106m、宽80m的矩形开孔,屋盖最高点标高为60m。
活动屋盖位于屋盖的中心区,长135m、宽86m,活动屋盖可以关闭和开启。
活动屋盖包括对称的两部份,开启时两部份分别向两侧滑移,与固定屋盖重合,其开合位置如图1所示,且固定屋盖和活动屋盖之间的竖向标高间距1 5m。
整个屋盖由周边支座、横跨屋盖长轴的巨拱共同支撑,屋盖通过拉索悬吊在巨拱上。
其中巨拱跨度315m,顶部最高点130m。
另外体育场还包括一座裙房,其屋盖标高低于主屋盖标高。
图1给出了内蒙古鄂尔多斯东胜体育场平面示意图。
本文仅研究活动屋盖开启对主屋盖风荷载的影响。
图1 体育场平面示意图及风向角定义F ig.1 P lan ske tch and w i nd d irection ang le of stadiu m1 2 试验模型试验在湖南大学HD 2风洞实验室的高速试验段进行。
试验模型采用有机玻璃制作,模型与实际结构在外形上保持几何相似,缩尺比为1 300,试验模型照片见图2。
在固定屋盖和活动屋盖上共布置408个测点,其中上、下表面各204个,上、下表面测点位置对应,测点布置见图3。
试验中参考高度为50c m,相当于实际高度150m。