张拉结构风致振动理论和试验研究

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ｎｅｌｔｅｓｔ．ＦＳＩ（ｌｆｕｉｄ．ｓｏｌｉｄｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）ｎｕｍｅｉｒｃｌａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｎｄａｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎｍｅｈｏｔｄｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏ
ＴｈｅｎｕｍｅｉｃｒａｌｓｉｍｕｌａｉｔｏｎｎｄａｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎｍｅｈｏｔｄｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｓｔｕｄｙｈｅｔｔｙｐｉｃａｌｔｅＳｔｃｏｎ．
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｒｅｇｕｌａｒｉｔｙｏｆｔｅｎｓｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｔｈｅｗｉｎｄｔｕｎ —
ｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｔｅｎｓｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ
ＺｈａｎｇＱｉｌｉｎＹａｎＹａｎｊｕｎＬｉＨａｎ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）
Ｖｏ１．４３Ｎｏ．５
Ｓｅｐｔ．２０１３
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ —０５０５．２０１３．０５．０３１
张拉结构风致振动理论和试验研究
张其林闫雁军李晗
ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ，ｗｉｎｄｓｐｅｅｄ，ｗｉｎｄａｎｇｌｅｐｒｅｔｅｎｓｉｏｎｎｄａＳＯｏｎ，Baidu Nhomakorabea ｎｈｅｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｗｅｒｅｎａａｌｙｚｅｄ．
（同济大学建筑工程系，上海２０００９２）
摘要：为了研究张拉结构风致振动机理和规律，采用风洞试验、流固耦合数值模拟方法（ＦＳＩ）和频域方法对单片张拉膜结构、张拉膜结构屋盖和单层平面索网的风致振动响应进行了分析．利用
ｄｉｔｉｏｎｓｏｆｈｅｔｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｔｅｓｔ．Ｔｈｅａｎａｌｙｔｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｈｔｈｅｔｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔｉａｒｅｓｕｌｔｓｔｏ
关键词：风致响应；张拉结构；随机振动理论；风洞试验；流固耦合中图分类号：ＴＵ３８２文献标志码：Ａ文章编号：１００１ — ０５０５（２０１３）０５－１０８７・１０
Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｉｅｓｏｎｗｉｎｄ－ｉｎｄｕｃｅｄ
第４３卷第５期
２０１３年９月
东南大学学报（自然科学版）
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
风洞试验，研究了来流湍流度、风速、风向角、膜面张力等不同工况对结构测点位移和根方差的影
响．采用数值模拟和频域方法，分析了典型风洞试验工况，并与试验结果进行对比，以验证理论分
析方法的可靠性．结果表明：在紊流风作用下，单片索膜做随机受迫振动，振动以背景响应为主，ＦＳＩ数值模拟、频域法与试验结果较为接近；膜结构屋盖在特征湍流作用下发生颤振，数值方法尚未模拟出这一现象；玻璃面板刚度可以有效降低单层索网风致振动响应．