风荷载下空间网格结构疲劳性能

叶继红　 申会谦

(东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室, 南京 210096)



风荷载下空间网格结构疲劳性能

叶继红 申会谦

(东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室, 南京 210096)

依据课题组风洞试验测得的风压时程数据,采用梁单元整体模型与壳单元局部模型相结合的方式,对风致振动响应时程进行了分析;基于热点应力法,运用雨流计数法统计了焊接球节点焊趾处热点应力循环历程;根据挪威船级社规范提供的S-N曲线,结合Miner疲劳线性累积损伤理论,计算出空间网格结构构件的疲劳损伤值.计算结果表明,对于小曲率球壳结构,结构中最先出现疲劳损伤的构件位于平均正风压与脉动风压均最大的球壳迎风面;结构中疲劳构件的疲劳损伤值随平均正风压、脉动风压的增大而增大;相同工况下,采用热点应力法对构件进行的疲劳估计相比于名义应力法更偏于安全.

空间网格结构;风荷载;多尺度模型;热点应力法;疲劳分析

在风荷载作用下,结构构件应力交替变化,可能形成结构的疲劳损伤,严重则甚至可能造成结构的疲劳破坏.在建筑工程领域,现行设计规范对动荷载作用下结构可能遭受的疲劳损伤考虑尚不全面.为保证大跨空间网格结构的使用安全,有必要研究其在风荷载下的疲劳性能,得到构件的疲劳损伤值,并预测结构可能出现疲劳的区域.

N’Diaye等[1]采用实体单元建立了管节点的有限元……