索網(wǎng)及薄膜結(jié)構(gòu)的隨機(jī)風(fēng)振反應(yīng)

本相目對(duì)索網(wǎng)結(jié)構(gòu)及薄膜結(jié)構(gòu)在隨 機(jī)風(fēng)荷載作用下的動(dòng)力反應(yīng)進(jìn)行了較深入系統(tǒng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究。所取得的主要成果有：（1）進(jìn)行了一系列索網(wǎng)結(jié)構(gòu)氣彈模型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)；（2）提出了具有空間相關(guān)性風(fēng)場(chǎng)的計(jì)算機(jī)模擬方法及修正的巴斯風(fēng)速譜；（3）改進(jìn)、完善了課題組所提出的懸索結(jié)構(gòu)非線性風(fēng)激動(dòng)力反應(yīng)分析的時(shí)域方法，研制了相應(yīng)的計(jì)算程序；（4）提出了薄膜結(jié)構(gòu)風(fēng)激動(dòng)力反應(yīng)分析的方法，并對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)的風(fēng)振反應(yīng)進(jìn)行了初步研究；（5）提出了旋索結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的基本思路 ，提出了廣義風(fēng)振系數(shù)的概念，并針對(duì)兩種典型的索網(wǎng)形式進(jìn)行了大規(guī)模參數(shù)分析，給出了風(fēng)振系數(shù)。本項(xiàng)目的研究成果具有重要理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。 2100433B

對(duì)封閉型和懸挑型斜拉網(wǎng)殼，用時(shí)域法，以有限元和隨機(jī)振動(dòng)理論研究網(wǎng)殼—索—塔體系耦合作用，以計(jì)算流體力學(xué)分析風(fēng)與結(jié)構(gòu)耦合作用，建立雙耦合風(fēng)板模型及理論計(jì)算體系。結(jié)合諧波法和濾波法，發(fā)展新的風(fēng)速時(shí)程模擬法；以小波理論研究風(fēng)速時(shí)頻。研究空間布索下拉索馳據(jù)，輔索減振，阻尼對(duì)減振影響。為抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供理論方法、風(fēng)振系數(shù)和減振對(duì)策。 2100433B

大跨斜拉橋拉索的風(fēng)雨激振是當(dāng)前嚴(yán)重的工程問題，在理論上亦有很大難度。本研究首先在模擬降雨和人工模擬水線條件下對(duì)拉索模型進(jìn)行測(cè)力和測(cè)振的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，細(xì)致觀測(cè)拉索風(fēng)雨激振的條件、氣動(dòng)力和振動(dòng)特性以及影響參數(shù)，進(jìn)一步明確其機(jī)制。然后，基于國(guó)內(nèi)外已有成果和上述風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果，建立更合理的理論分析方法。最后，將成果用于實(shí)際橋梁工程。

斜拉橋拉索的風(fēng)雨激振現(xiàn)象嚴(yán)重地影響斜拉橋的安全。由于涉及到氣、液、固三相之間的相互耦合，問題非常復(fù)雜，其機(jī)理至今仍未有定論。本項(xiàng)目擬深入地研究拉索表面和水線之間的相互作用力，這是正確地建立水線運(yùn)動(dòng)微分方程的前提。然后，對(duì)粘貼固定人工水線的三維拉索進(jìn)行各種工況下的表面測(cè)壓風(fēng)洞試驗(yàn)，通過周向積分得到拉索和水線的平均氣動(dòng)力系數(shù)。在均勻流場(chǎng)中，推導(dǎo)拉索(包括節(jié)段拉索和三維連續(xù)拉索)和水線的運(yùn)動(dòng)微分方程，分別建立節(jié)段拉索和三維連續(xù)拉索的風(fēng)雨激振理論分析模型，采用數(shù)值方法求解得到拉索和水線的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而研究均勻流場(chǎng)中斜拉索風(fēng)雨激振的機(jī)理。最后，在紊流風(fēng)場(chǎng)中，建立節(jié)段拉索和三維連續(xù)拉索的風(fēng)雨激振理論分析模型，研究紊流對(duì)風(fēng)雨激振的影響。綜合均勻風(fēng)場(chǎng)和紊流風(fēng)場(chǎng)的研究結(jié)果，提出一種合理的斜拉索風(fēng)雨激振的機(jī)理解釋。 2100433B