大跨度索穹顶结构风振响应的频域分析

华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2012, Vol. 40 ›› Issue (4): 112-117.

大跨度索穹顶结构风振响应的频域分析

魏德敏徐牧李頔

华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室//土木与交通学院,广东广州 510640

收稿日期:2011-11-20 修回日期:2012-01-05 出版日期:2012-04-25 发布日期:2012-03-01
通信作者: 魏德敏(1955-) ，女，教授，博士生导师，主要从事工程结构防灾减灾研究． E-mail:dmwei@scut.edu.cn
作者简介:魏德敏(1955-) ，女，教授，博士生导师，主要从事工程结构防灾减灾研究．
基金资助:
亚热带建筑科学国家重点实验室创新探索项目( 20102CZ23)

Frequency Domain Analysis for Wind-Induced Vibration Response of Long-Span Cable Dome Structures

Wei De-min Xu Mu Li Di

State Key Laboratory of Subtropical Building Science//School of Civil Engineering and Transportation,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China

Received:2011-11-20 Revised:2012-01-05 Online:2012-04-25 Published:2012-03-01
Contact: 魏德敏(1955-) ，女，教授，博士生导师，主要从事工程结构防灾减灾研究． E-mail:dmwei@scut.edu.cn
About author:魏德敏(1955-) ，女，教授，博士生导师，主要从事工程结构防灾减灾研究．
Supported by:
亚热带建筑科学国家重点实验室创新探索项目( 20102CZ23)

摘要/Abstract

摘要： 建立了考虑和不考虑上覆膜影响的两个有限元分析模型，针对一工程实例，进行了结构的模态分析以及风振响应的频域分析，得到了结构的脉动风振位移响应根方差．结果表明: 参振模态的适宜取值随跨度的增大而增大; 对于跨度100 m 以上的类似索穹顶结构，建议所选的参振模态数不小于450; CSM 体系索、立杆节点的动位移根方差小于CS 体系; CSM 体系中膜面的耗能作用不可忽略; 在风荷载作用下，CSM 体系的脉动风能大部分由膜面耗散; 对于跨度较大的索穹顶结构，顶部索膜结构对整体结构的风振响应有明显的影响．

关键词: 索穹顶, 风振响应, 频域分析, 模态分析, 有限元法

Abstract:

In this paper,two finite element models are established to respectively analyze the wind-induced vibration response of cable dome structures with and without top cable-membrane. Then,the structural mode and the wind-induced vibration response in the frequency domain are analyzed through an engineering example,and the standard deviation of the displacement responses to the fluctuation wind load is obtained. The results show that ( 1) the suitable number of dominant modes increases with the enlargement of the span; ( 2) for the cable-dome-like structures with a span longer than 100m,the number of dominant modes is suggested to be more than 450; ( 3) the standard deviations of the node displacements of both the cables and the poling in CSM are less than those in CS; ( 4) the envload affection of the membrane can not be ignored in CSM; ( 5) in CSM,the structural pulse wind energy is mostly dissipated by the membrane; and ( 6) top cable-membrane greatly affects the wind-induced vibration response of long-span cable dome structures.

Key words: cable dome, wind-induced vibration response, frequency domain analysis, modal analysis, finite element method

魏德敏徐牧李頔. 大跨度索穹顶结构风振响应的频域分析[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2012, 40(4): 112-117.

Wei De-min Xu Mu Li Di. Frequency Domain Analysis for Wind-Induced Vibration Response of Long-Span Cable Dome Structures[J]. Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition), 2012, 40(4): 112-117.

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