基于健康監(jiān)測的國家游泳中心風(fēng)荷載和風(fēng)致響應(yīng)研究.pdf

1、為迎接2008年北京奧運(yùn)會，我國建造了許多大跨度空間結(jié)構(gòu)，國家游泳中心就是為2008年奧運(yùn)會而建造的一座大跨度空間膜結(jié)構(gòu)，并以其新穎的結(jié)構(gòu)形式、新材料和新技術(shù)的應(yīng)用而備受世人矚目。近年來，隨著智能材料的發(fā)展，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)得到廣泛的關(guān)注。為體現(xiàn)科技奧運(yùn)的精神，同時(shí)為保障該結(jié)構(gòu)的健康與安全服役，國家游泳中心建設(shè)指揮部于2006年設(shè)立了國家游泳中心鋼膜結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)科研項(xiàng)目，哈爾濱工業(yè)大學(xué)承擔(dān)了監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和運(yùn)行，并對監(jiān)測

2、的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入系統(tǒng)的分析，為把握該結(jié)構(gòu)的性能和安全狀態(tài)提供科學(xué)依據(jù)。
　　本文基于國家游泳中心健康監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)測數(shù)據(jù)，開展了如下的研究。國家游泳中心屋面環(huán)境風(fēng)特性分析。分析了國家游泳中心的風(fēng)速、風(fēng)方向、風(fēng)攻角、湍流強(qiáng)度、湍流積分長度、脈動(dòng)風(fēng)速譜等特性；得到了湍流強(qiáng)度、陣風(fēng)因子和湍流積分尺度隨風(fēng)速的變化規(guī)律；對比了實(shí)測風(fēng)速譜和經(jīng)驗(yàn)風(fēng)速譜，發(fā)現(xiàn)Von Karman譜與實(shí)測水平向脈動(dòng)風(fēng)速譜比較吻合，Panofsky譜與實(shí)測豎向脈動(dòng)風(fēng)速譜吻

3、合較好。國家游泳中心屋面風(fēng)荷載特性分析。分析了國家游泳中心屋面的風(fēng)壓分布規(guī)律、脈動(dòng)風(fēng)壓功率譜和風(fēng)壓相關(guān)性等特性。研究發(fā)現(xiàn)：國家游泳中心的屋蓋表面風(fēng)荷載以風(fēng)壓力為主；靠近屋蓋前沿具有較大的風(fēng)吸力，隨著離屋檐距離的增大，風(fēng)荷載逐漸減弱；風(fēng)壓功率譜在低頻段與流場風(fēng)速的功率譜比較接近，而在高頻段卻有較大的差別，風(fēng)壓譜值普遍高于風(fēng)速譜值，故由規(guī)范建議的用風(fēng)速功率譜代替風(fēng)荷載功率譜的準(zhǔn)定常假定在低頻階段是比較適用的，但在高頻部分不適用。國家游泳中心