第一节 风的有关知识 第二节 风压 第三节 结构抗风计算的几个重要概念 第四节 顺风向结构风效应 第五节 横风向结构风效应

本章主要介绍桥梁动力特性、作用于桥梁上的风 荷载的计算及桥梁动力失稳判断等内容。此处的桥 梁动力特性主要涉及桥梁的自振周期及频率,本章 介绍了如何用结构动力学方法和一些经验公式进行 计算。风荷载计算在基准风压基础上考虑了重现期 结构体型、地形、地理条件等因素的影响。桥梁动 力失稳包括颤振失稳和驰振失稳,本章介绍失稳机 理及如何用运动方程和经验公式来判断桥梁是否可 能发生动力失稳

附表 1 等截面等跨连续梁在常用荷载作用下的内力系数表 附表 2 双向板计算系数表 附表 3 风荷载特征值 附表 7 框架柱反弯点高度比

2.1地基与基础的基本概念 一、概念: 基础是房屋的墙或柱埋在地下的扩大部分。 它的作用是把房屋的总荷载传给它下面的土 层。 总荷载包括:房屋本身的重量以及房屋所承 载的人和各种设备、屋顶积雪、墙和屋面所受到的 风的作用等)

采用有限元分析软件ABAQUS建立了非均质土中海上风电单桩基础数值计算模型，将桩基础受到的波浪、洋流及风荷载等效成双向对称循环荷载，对水平循环荷载作用下桩身水平位移、桩身剪力、桩身弯矩和桩侧土抗力进行了研究，并对不同循环次数下桩身水平位移进行了对比分析。研究表明，桩身水平位移随时间变化逐渐累积，随着循环次数的增加，泥面处桩身最大位移发生的时间点滞后；桩身剪力出现负值；桩身弯矩最大值发生在浅层土体；桩身外壁土抗力曲线随时间的变化在埋深约2/3处出现分界点，分界点上下范围内土抗力变化规律正好相反，在淤泥土和粉砂土分界面处增加显著；不同时间点桩身内壁沿埋深承担的荷载基本不变

桥梁模态频率随运营环境作用的变化规律是结构健康监测的研究主题之一.根据东海大桥6 a监测数据的周期变化特性,识别了运营条件下主梁竖弯、侧弯、扭转基频变化的影响因素,采用偏相关系数和周期平均法对比了各因素的影响程度.研究发现,东海大桥的模态频率存在1 a、1周、1 d、12.42 h等变化周期,与结构温度、交通荷载、风荷载、海面高度等的变化周期相吻合;结构温度和交通荷载是引起该桥频率变化的最主要因素,它们在各周期上的相对影响大小不同;周期平均法可有效分离监测数据中的年、周、天周期成分,揭示不同运营环境作用与频率变化的相关性.研究结果有助于加深对桥梁运营期频率变化的理解,从而更准确地评估结构性能

主要讨论高层建筑结构顺风向静动 力风荷载的计算,采用前面所述风振动 力分析的原理和方法,即按风振随机振 动的振型分解法,且一般只考虑第一振 型的影响

针对某陆上风电场1.5 MW风电塔结构,建立了\塔筒-基础-地基\整体三维精细有限元模型,研究土-结构相互作用对风机运转状态下风电塔结构地震动力响应的影响规律.在风机运转状态下,使用FAST程序把风速时程转化为风荷载时程输入模型,并使用EERA程序进行土层地震反应分析得到模型土层底部的地震波,作为地震激励进行输入,对风电塔进行模态分析并计算风电塔地震动力响应.研究表明,考虑土-结构相互作用效应会引起风电塔体系自振频率降低,并显著增加风电塔的结构动力响应

因风电塔整体结构不沿轴向对称,为明确该结构的受力特性和保证结构安全,采用国外及国内两种数值计算方法对塔筒结构进行了研究,分析风荷载作用下、地震动作用下和风–地震组合作用下的塔体结构的受力差异.在此基础上对塔筒结构进行风–地震组合作用下的不同地震动输入方向的动力响应分析进行研究.结果指出了该状态下对塔筒结构最不利的地震动输入方向以及该作用条件下塔筒结构的薄弱位置为塔筒开口位置

在Hermite矩模型基础上,根据Kaimal谱生成某典型风机结构正常风速条件下,三种不同概率特性风场(高斯、非高斯硬化和软化),在考虑来流风向和平均风速联合概率密度条件下,以塔架基础连接处为例,对风机进行疲劳寿命可靠性分析.由叶片的气动模型和多体动力,计算出风机的动力响应,并对响应的时域和频域特性进行分析.基于线性损伤累积理论和Paris公式,对来流全风向条件下的裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命进行了详细讨论.结果表明,裂纹形成寿命对风荷载的非高斯性较为敏感,而裂纹扩展寿命对风荷载的非高斯性并不敏感,需要考虑风荷载的非高斯性对风机结构疲劳损伤的影响.此外,在考虑全风向来流条件下,疲劳裂纹形成和扩展阶段的失效位置相同,均在主导风向上