双曲型塔柱大跨凸面悬挑结构风荷载特性研究

陆 煜， 赵善博， 马文勇，2， 刘小兵，2， 刘庆宽，2

（1.石家庄铁道大学 风工程研究中心，河北 石家庄 050043；2.河北省大型结构健康诊断与控制重点实验室，河北 石家庄 050043）

0 引言

随着经济的发展和科技的进步，各种造型独特、结构新颖的大跨屋盖空间结构相继建成。这类结构大都具有跨度大、质量轻、柔性大、阻尼小等特性，属于典型的风敏感结构。学者们已对部分大跨屋盖悬挑结构、圆拱形悬挑结构及复杂外形结构等进行了研究［1－7］，但针对双曲型塔柱大跨凸面悬挑结构的研究仍十分有限。

结合某公园景观大型结构海之泉项目，对双曲型塔柱大跨凸面悬挑结构的风荷载特性进行了研究。该结构分为A、B两座钢结构，其中海之泉A高度约32.0m，平面投影轮廓直径约79.0m；海之泉B高度约42.0m，平面投影轮廓直径约85.6 m，如图1所示。相对传统景观建筑而言，该结构尺寸较大、形状特殊，悬挑部分为具有凸起的弧面，下部结构为中空塔柱形结构，结构的风荷载特性无法依据以往经验及现有规范进行准确分析。结合风洞试验结果，研究了该结构的风荷载分布规律，为类似结构的抗风设计提供了一定参考。

图1 海之泉结构示意图（单位：m）

1 试验概况

1.1 试验模型

该风洞试验在石家庄铁道大学风工程研究中心风洞实验室低速试验段内进行。该风洞是一座串联双试验段回／直流大型多功能边界层风洞，低速试验段宽4.4 m，高3.0m，长24.0m，最大风速大于30.0m／s，风速连续可调，本次试验风速采用16 m／s。

试验模型（如图2）主要采用有机玻璃和ABS板两种材料制成，模型缩尺比为1∶125，模型表面共布置840个测点。……