分析拱形钢结构的风效应

2020-03-13 10:20 钢结构公司 陕西钢结构

　　1、风荷载对结构的作用表现为平均风压的不均匀分布作用和脉动风压作用。拱形钢结构的风效应分析目前在理论上已经比较成熟,但尚缺乏简便实用的工程计算方法，所以在实际工程设计中,需要根据具体情况由专业机构对拱形钢结构的风效应进行分析或进行风洞试验。

　　2、虽然拱形钢结构的几何形状相对简单,《建筑结构荷载规范》GB50009中对不同矢跨比的落地拱和高架拱的风荷载体型系数都作了规定,但是在实际工程中的拱形钢结构风压分布还是会受到其他一些因素的影响,如风向、曲率变化和相邻建筑物等,因此对于体型复杂且重要的拱形钢结构,其风荷载体型系数可以通过风洞试验确定。

　　3、以风振系数表达的结构等效静风荷载主要适用于以基阶振动为主的高层钢结构,拱形钢结构的振动中往往存在多阶振型的贡献,因此采用风振系数考虑拱形钢结构的风致动力效应只是一种近似方法。因为拱形钢结构的形式是多样,动力性能也是有很大差别的,所以很难给出统一的风振系数表达式。在实际设计时,结构跨度较大且自振频率较低者取较大值。

　　4、对于何为大型复杂的拱结构,目前尚无明确定义。一般当结构跨度大于120米时可视为大型拱结构。此外,根据美国、澳大利亚等国家的规范,当结构自振周期大于1.0s时,其风动力效应较为明显。因此,对于符合以上条件的拱结构都需要进行较为精确的等效静风荷载分析。当采用随机振动理论分析或风振时程分析方法时,输入的风荷载时程或功率谱可以根据风洞试验确定。

　　5、一般在强风作用下的屋面围护结构破坏最为普遍,因此需要在设计时考虑阵风系数的影响。阵风系数可以根据风洞试验结果确定,也可以参考《建筑结构荷载规范》GB50009中的相关规定。此外,由于门窗突然开启(或破碎)导致建筑内压骤增,进而引发屋盖被揪起的实例也最多,因此在设计中需要根据具体情况考虑结构内压与外部风吸力的叠加作用。

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