大跨屋盖风振及温度作用成果介绍

16八月2023大跨屋盖风振及温度作用研究成果介绍王勇奉

汇报的主要内容

一、项目背景二、研究目标三、研究内容四、研究成果

16八月2023

项目背景研究目标

研究内容研究成果

核电机组常规岛厂房随着容量的增加，汽机房的跨度也越来越大，屋盖跨度也随之增大，海阳一期工程中，屋盖跨度达到42m。《建筑结构荷载规范》规定，跨度大于36m要考虑风振效应，而规范中给出的风振系数基本上只适用于高层建筑的顺风向响应。核岛安全壳距汽机房较近，常规岛厂房之间的距离也小于厂房长度的3.5倍，按照《建筑结构荷载规范》规定，风荷载体型系数取值要考虑风力相互干扰的群体效应。《火力发电厂土建结构设计规定》对于跨度大于36m的屋架要考虑温度作用。项目背景-4-大跨屋盖研究现状：风振研究、屋盖温度作用研究多集中于机场、体育馆等结构。火电厂汽机房跨度多小于36m，一般不需进行风振计算。国内罕见核电厂常规岛汽机房大跨屋盖这类结构关于风振、温度作用等方面的文献。有必要对此类大跨屋盖结构进行一系列的研究，以期获得合理经济安全可靠的结构型式，为后续核电厂房屋盖设计提供借鉴和指导。项目背景项目背景

研究目标

研究内容研究成果

通过风洞试验获取大跨度屋盖表面风荷载体型系数，用于围护结构设计及整体结构设计通过风振响应计算得到大跨度屋盖结构的风振系数。掌握大跨度屋盖的各受力杆件的温度作用分布规律，优化结构设计。研究目标项目浆背景研究驳目标研究议内容研究担成果屋盖表面暮风荷划载研弟究风振渡响应衫及静贿力等狱效风返荷载舌研究静力霞等效太风荷交载的哗影响证因素泡研究屋盖链各受豆力杆搭件温努度作继用影侨响规签律的巴研究屋盖凤结构选型研究焦内容项目享背景研究良目标研究往内容研究霞成果风洞螺试验斑工况独立慰厂房口（仅例常规补岛厂档房）剑，葵考虑隙和规舌范相带比较单个茧机组怨工况俭（核金岛+常规万岛主暂厂房润），终考虑岛核岛德对常游规岛备主厂摧房影裳响二个报机组趋工况勾（主导测试裁机组重外，厉周边尼还有叉另一步个机洽组）冠，考汁虑多咽个建码筑物环的影酷响风向票角每番隔15度为秆一工吃况，道每一渔轮试脑验共英有24个风及向（茄即24个试院验工塔况）抢。研究带成果1-搅--屋盖熟表面阶风荷孤载研究乘成果1-增--屋盖前表面乏风荷盈载试验极模型：制作烤了几想何缩咐尺比把为1:删15店0的全纪结构线刚体吓模型才；采用纹电子栋压力搅扫描昼阀同翅步测侦压。在同遗济大悬学土秀木工凶程防悄灾国军家重另点实痛验室燃的TJ啦-2边界百层风棵洞进农行试普验，狱试验悼段尺疯寸为3m宽、2.婚5m高、15熔m长。独立斩厂房两个绵机组单个己机组研究依成果1-怨--法-屋盖育表面攀风荷予载研究读成果1-逆--屋盖扫表面仍风荷雨载A类风采场平屯均风利速及血湍流舟度剖新面A类风冲场模激拟脉动商风速池功率开谱研究需成果1-略--惹-屋盖旬表面垫风荷袭载试验缸风速绳、采贱样频吓率和恼样本孙长度风洞腹测压翠试验趋的参膊考点祸风速麦为13圆m/迅s（参食考点差高度捧：1.走0m）。测压紫信号柜采样团频率尘为31碑2.宜5H杂z，每跳个测曲点采冒样样拢本总仗长度黄为90完00个数舒据。吵根据书相似友比，纵对应赠于实查际采屋样时婶间约忙为19分钟洗。研究隐成果1-绣--时-屋盖颜表面意风荷属载测点能布置燥，汽冬机房跌屋面掩共16杀0个测笨点。05错七肢月航20树23-16-间隔15度，责共24个风校向角主厂匆房项请目方侦位及作风向闯角定抢义研究染成果1-茂--煤-屋盖翻表面占风荷更载风洞处试验后得到灾：1、风源压系羞数：独立异厂房远、单遣个机零组、恐两个谢机组三种工况弱下的绕屋面稍各测叼点的荣不同泡风向监角的平均忆风压纲系数灾、脉走动风泊压系鸦数2、点体雅型系某数：根温据平咸均风办压系含数计速算μsi=CPm柔ea瓶n搞i(3希00谅/z展)0.射24《建筑夹结构躲荷载痕规范》中的湖体型布系数速为整陡个测炮量面鞋上的漫平均漂值3、分源块体解型系理数：4、围护伴结构通设计各测阀点的绒极值改风压谋：按规范方法多和统乘计方昆法计算5、各拍分块胆体型模系数摆的最债大值叙及最闲小值研究借成果1-归--徐-屋盖妥表面棉风荷州载6、按统管计方薄法计遗算的箭各测屋点风友压均监大于掀规范发方法用计算杯的风塞压，言其中邮，屋舱面边型缘各持点差裂别不己太大系，其丸余处蹄差别籍比较膊大。调经过扯计算肥分析储，边星缘各胜点按泄统计隐方法处计算杂的风溉压是王规范呆方法裕计算阿结果扯的1.林1倍左既右，熟其余埋处是1.术3倍左潜右（规陵范中中给出国的阵猴风系施数基案于风姜速脉绕动（奥瞬时凶风速施幅值杜和10分钟拜平均叔风速拜的比视值）吐的统仗计公拔式，独而围蜡护结社构的设要计风玩压（缺瞬时元风压巡寿）通较常由浑流动仰分离炊控制穗。）研究做成果1-距--钩-屋盖窑表面城风荷闭载分块圈体型箩系数极值着：围卵护结归构设计沙的基辅本参淡数独立晒厂房疫的分柿块体足型系泥数一研究异成果1-灿--聚-屋盖劫表面慕风荷感载独立章厂房无的分资块体爪型系篮数二围护逮结构设计娇的基餐本参肉数研究衬成果1-呼--搏-屋盖怠表面尸风荷安载05它七忆月狗20否23-21-单个状机组忘的分趣块体栋型系旅数一围护天结构设计御的基务本参串数研究稳成果1-逆--吃-屋盖淹表面雀风荷敢载单个惯机组担的分仓块体隙型系匙数二围护薪结构设计爪的基估本参部数研究夫成果1-侮--角-屋盖兄表面太风荷确载二个阀机组暮的分哥块体下型系宣数一围护懒结构设计振的基倍本参妹数研究懒成果1-芦--诊-屋盖朵表面梢风荷据载05突七端月规20酱23-24-二个眯机组博的分阿块体梦型系绞数二围护陪结构设计嗽的基叨本参后数研究胸成果1-恩--辱-屋盖兽表面茂风荷星载结构沿整体设计取90度、27智0度风摔向角慰的分块荣体型逢系数（独伶立厂族房）主厂肉房90度风瞧向角(↓)分块角体型很系数研究胶成果1-训--政-屋盖共表面择风荷颤载（单悔个机滤组）结构叙整体设计取90度、27弊0度风舰向角查的分块棕体型钞系数主厂盘房90度风盏向角(↓)分块麻体型断系数研究铺成果1-乞--末-屋盖阿表面设风荷肌载（两劣个机顺组）主厂费房90度风挎向角(↓)分块袄体型耽系数结构倾整体设计取90度、27羊0度风知向角抗的分块烫体型柳系数研究想成果1-乓--迷-屋盖盼表面盯风荷厦载主厂帽房27黄0度风越向角(↑)分块栋体型咏系数（独逢立厂俘房）结构逆整体设计取90度、27马0度风专向角腹的分块迫体型夜系数研究行成果1-线--论-屋盖我表面衫风荷拘载（单换个机滋组）主厂星房27巧0度风四向角(↑)分块勤体型宇系数结构熄整体设计取90度、27荐0度风蜘向角先的分块绘体型篇系数研究挂成果1-堪--矮-屋盖坑表面坏风荷赔载（两娱个机俭组）主厂坑房27欢0度风气向角(↑)分块送体型好系数结构蠢整体设计取90度、27圆0度风旷向角旱的分块右体型博系数研究村成果1-谜--药-屋盖梁表面蔑风荷羽载1、屋面堂各测值点体秆型系遣数大牛部分蹦都是钢负值风压依合力刘以向兴上的太吸力席为主圆，结舒构主绩要受滤向上柄的风粪吸力冶，边秤缘端声部区奏域风俘吸力止幅值霜最大各工宋况基狐本相啊似，绢以独斜立厂脉房为活例研究杠成果2-休--喝-风荷熟载体菊型系轿数分滋布规辽律T.凳12轴侧特各点帽即1区边异缘节廉点在18蹈0度风补向角桂即风讯垂直页吹向薪屋架痕时体筛型系蹄数基运本相谷同，13冠5度风翻向角竭和22内5度风才向角扁时达猴到最诉小值种（风惠压吸斥力幅锐值最宪大）贿。0度风熊向角嘱时风寄压吸馋力幅横值最影小T.宝A轴侧听屋面纤边缘据各点械在27齐0度风渗向角喊时体萄型系嗓数基湾本相榆同，距在22肆5度风您向角茫及31草5度风场向角使时最贿小（都风压企吸力棵幅值烂最大饭），泊边缘转端部锐各点蚁变化秤比较扩激烈声。T.竭1轴侧眉屋面纺边缘芳即4区边橡缘各梯点在0度风揉向角添时体睛型系呀数基高本相袜同，劈燕在45度风授向角疼及31衔5度风岸向角久时最把小（羡风压些吸力千幅值扫最大霞），愤边缘档端部躬各点无变化申比较剪激烈礼。18右0度时季风压倒吸力董幅值机最小毫。研究引成果2-贸--内-风荷扫载体良型系播数分陵布规仅律2、点体链型系渣数随雷风向廉角变级化在0度、90度、18骗0度、27童0度风歼向角刮时，着与风连向角境垂直群的各叨部位翠点体轰型系带数基捐本相显同，转当风概与屋键架成45度夹津角吹型向屋专面时幸，边欺缘各次点体颈型系溉数最撕小（桑风压地吸力晕幅值恰最大甲），鸭边缘损端部密变化护比较扩激烈傲。研究始成果2-赠--偷-风荷径载体帖型系岩数分气布规扬律0度、18室0度风泽向角野屋面礼各测构点点生体型拖系数枕分布舍曲线都图3、屋盖吉迎风撤面前问缘荷桥载最隔大，尝尾部亭荷载零较小粪。0度及18陕0度风痕向角馋时，谱由于愧气流克在前终缘的荣漩涡陈脱落敬，因灿此迎阅风屋跑面前糟沿体直型系丘数绝锻对值降较大萌；又那由于束此风木向角仆下屋饿面纵具向距粱离较笨长，塘漩涡刊会在福屋面亡后缘派发生捞再附夺等现赛象，台导致谅屋面凝后缘麦部位桌体型围系数虫绝对棒值较蔽小研究窑成果2-酱--酿-风荷浸载体寄型系习数分献布规装律90度27具0度风财向角壳屋面窗各测代点点组体型填系数秋分布裂曲线愧图研究信成果2-梯--厦-风荷笨载体寄型系装数分德布规森律4、风仁洞试陶验结渐果表贵明荷床载规鸦范规鸦定的趋风荷惧载体读型系饶数偏护小，止与美扑国标易准相捧近独立核厂房炸工况后时，体型肃系数与规伸范中城理想认的体未型情亲况还速是有策一定途差别予的。27忆0度风炼向角（风闻由汽亿机房壶吹向袜除氧开间）时，穴由于浆气流霞在屋毒面檐淡口处工漩涡屑脱落捆，迎风共面的体嘉型系弟数绝借对值亲较大糕，平呆均值妇为-1全.0左右妄，这凝与其鞠屋面叨坡角惭仅为3度左鹅右有调关。的荷载亲规范兔中给鸽出的聚近似葛情形栋的屋池面体狐型系拔数为-0否.6，为啊屋面牵坡角梢小于支等于15度的得结果聪。90度风阻向角费时，笋风从片西方杂向吹丹向主甘厂房炎，由其于主改厂房方迎风贼的西鸭侧位纷置有嫁一个意高度惊低一跳些的相附属闲厂房招，使炭得气倘流流贯过后竹有一馋定抬甘升，桨其在需主厂青房屋涨面檐滔口处跳漩涡溜脱落竹的强谜度降缝低，拼因此者屋面逢风荷盯载体拖型系健数与27领0度风撤向角膛时相镜比绝盐对值牲有一效定程星度降仰低研究舒成果2-企--利-风荷教载体英型系匠数分巨布规亲律0度风企向角T.脑1轴侧潮点体按型系泳数18遥0度风陵向角T.朝12轴侧滚点体筛型系暂数90度风搁向角T.起E轴侧繁点体踢型系虽数27淋0风向绩角T.划A轴侧麻点体嘱型系震数研究糟成果2-萄--派-风荷婶载体奥型系技数分凡布规京律5、群莫体干坐扰效肃应规歉律复誉杂0度风窄向角控时，窗独立拘厂房弊的风棚荷载僵体型艺系数笛最大饥，单细个机朴组的巴风荷依载体兰型系芦数最婚小，趁两个盏机组窗的次握之，文核岛常对紧锋邻的潮汽机伪房有肯遮蔽践作用唉，对辛附近罩的汽删机房泉有增持大作言用。18元0度方秀位角聋来风抓时，该三种浇工况耻的风杜荷载读体型更系数昌比较吊接近庭。90度风爹向角氏时，昏三种珍工况递的风咳荷载孕体型醒系数弓比较替接近基，27亏0度风躲向角失时，挤两个朱机组勺工况档的屋勒面边籍缘节海点风玻荷载贷体型风系数配最小闷，独布立厂壮房和戚单个武机组四的比锄较接虏近，绵说明恳临近奇厂房流对风政荷载区效应边有干剑扰作猪用。（单个另机组溪和二姥个机猎组）掌干扰蝇效应储的规塌律比污较复批杂，吓一般擦说施既扰建阻筑在杯上游晕时整盐体是其遮挡妹效应习（降便低下吃游建影筑的沃风荷声载）再，但隔下游粘受扰倾建筑窝的局垦部风智荷载山可能秒增大惹；施哑扰建捆筑在掏下游纯时影捉响较情小。辅围护备结构弃设计敬时要减注意输不能莫取一祝种工醉况，奖要考衫虑包肯络。研究锈成果2-讨--接-风荷野载体办型系劝数分庸布规垫律T．1轴侧虾分块坏体型盛系数T．12轴侧笨分块装体型王系数T．A轴侧液分块抛体型社系数T．E轴侧筐分块狸体型佣系数6、从窜四个袄边缘肢分块攻体型尿系数医分布或图来董看，迁边缘呆端部您风荷铺载体译型系思数最扯小（眯幅值沫最大舒），村尤以A-嘱1附近纷区域米最甚烫，这沿也与赢此处父周边引附属贞建筑佛物多平有关研究阿成果2-答--膛-风荷尖载体升型系洋数分昼布规租律风振岗响应汗分析扬方法在风抛洞试翅验已针准确辨获得煮主厂失房表逃面风躺压及香风压苹相关诞性能突的基冷础上榨，对蒜结构极进行掀风致虎抖振御的非定替常频接域计扮算分竹析，采兼用平稳西激励仰下随反机振港动的稻模态仗叠加叹法--挎CQ质C方法。研究摧成果3-旦--风振警响应孟及风闪振系尖数结构兽在抖将振荷所载作券用下济的运稍动方贯程为响应横在频列域中浴的功净率谱纲密度购矩阵貌为响应乒均方乞根由酿功率绸谱密她度积稿分而罩得研究摩成果3-畅--风振晃响应猪及风歉振系外数静力距等效去风荷躁载计醋算方段法采用集阵风巨响应短因子达法，岩以位宗移响瓜应作寺为控哲制目泡标定义孙峰值壮响应链与平夫均响唤应之馅比为棚“阵煤风响疑应因席子”G（风鸟振系弹数）杯，以臣此来径表征求结构谷对脉港动风警荷载迫的放注大作俭用，俘即05落七本月捷20携23-42-其中鸡，式中宁，表示停平均嫩响应寻；定锋义峰风值响东应为为峰忍值因块子;为计沾算得并到的踢响应摩均方削根；式中活的是为愤了使取得端最大柳值。研究币成果3-厨--风振夜响应幸及风拔振系久数计算田工况象的选绩取对于10涨0年重旁现期葬风速跑作用偷的情义况，厌对0、15、30、45、60、75、90、10壳5、12毒0、13逐5、15茫0、16遣5、18诉0、19屡5、21当0、22忧5、24轮0、25角5、27怕0、28详5、30火0、31蚂5、33顾0、34蔽5度共24个风赵向角肆工况顾进行宜了结侍构动贪力计算。计算隐参数参数名称

参数取值

地貌类型A类基本风压（100年重现期）0.60kPa阻尼比0.01，0.025，0.05峰值因子2.5参振模态数目50阶研究苦成果3-翠--风振炎响应设及风坑振系吹数参振唤模态鼻截止古到50阶即削可保的证计便算精漆度。关键踢节点脊的位皱移根丢方差敌响应酬在参涝振模扰态数繁目达买一定数目后，论增加乐参振假模态极对位炒移根错方差捐响应辆几乎鹊无影独响24哈80节点搬竖向仿位移哗根方赴差随多参振挖模态怠数目柴变化碧曲线牢（独命立厂汉房，27相0度风新向角弯，阻香尼比2.玻5%）研究氧成果3-辨--风振闯响应停及风连振系的数典型疯屋盖灯方案重型侍屋盖启：钢苏屋架杯上铺粉压型树钢板春为底旦模的惭现浇缓钢筋派混凝拴土板轻型冲屋盖摸：钢摊屋架寒上铺雨复合滑保温据压型秘钢板重型母屋盖A（不锣考虑隶屋面餐板刚团度）重型帆屋盖B（考标虑屋中面板轰刚度滔）轻型百屋盖A（无舟端屋递架）轻型赶屋盖B（有助端屋挣架）研究亚成果3-植--风振仇响应邪及风脖振系检数（独立厂房）（单个机组）（二个机组）位移响应向上向下向上向下向上向下重型屋盖A（阻尼比0.05）风振系数1.45-0.591.42-0.541.35-0.53重型屋盖A（阻尼比0.025）风振系数1.47-0.671.43-0.601.36-0.58重型屋盖B（阻尼比0.025）风振系数1.45-0.491.40-0.411.39-0.41轻型屋盖A（阻尼比0.025）风振系数1.46-0.771.42-0.411.35-0.43轻型屋盖B（阻尼比0.025）风振系数1.47-0.451.41-0.341.35-0.41轻型屋盖B（阻尼比0.01）风振系数1.48-0.631.42-0.391.37-0.48风振逮系数研究死成果3-西--风振撕响应付及风牵振系重数阻尼坝比影闯响规绝律24毅80节点婆竖向猜位移睬响应爸功率鲜谱（翁独立照厂房案，27廉0度风临向角那工况采），魔阻尼震比分宽别为2.男5%、1.偿0%34搁14节点攀竖向洒位移贴响应唯功率尝谱（耕独立呈厂房坟，16欢5度风版向角察工况尾），乐阻尼蓝比分辆别为2.驶5%、1.商0%研究其成果3-嫂--风振桂响应鹊及风另振系勿数风振经系数忆包含钳了结拿构风膏致响地应中以的背草景和纲共振呀部分蓝，并颗考虑摘了振冲型之翅间的吨交叉棉项对锦响应穗的影滑响风振景系数大相应吹于屋齿盖的壶结构牢型式阅差别绪不大（差趣值在0.胡03）周边法建筑婚物对黄风振福响应舍有影覆响，棍独立赢厂房糠时，乡丰风振汤响应缘瑞最大待。边榀种屋架扣存在暑局部密振动砖，平均刮位移嘴与极志值位盲移符参号相阳反，感因此轿得到旨的风达振系启数为虑负值。大部砌分节皱点响拿应以类背景躬响应俱为主企，阻迟尼比穴的变绳化基圆本没高什么梢影响聚。对撑个别柱平均残响应损很小均，而的且处池于屋谋面边止缘的水节点除，局祖部振视型影脸响较哄大，僚其动嫩力响雷应中输共振佳响应回占较院大比膨例，执因此旬阻尼成比的绣变化摧有一载定的卷影响（差甩值在0.剖28）研究茂成果3-拦--风振字响应辈及风风振系者数一、屋架轨温度寨场取针值：重型沾屋盖土温度然场取太值混凝舞土屋址面板赖最大讯温升施工况棍（考蛋虑太甘阳辐批射）恰：58铅.5℃混凝嘱土屋拿面板雨最大扮温降郊工况矿（不键考虑侵太阳查辐射叨）：-5吧8.惨68℃屋架最大拒温升凳工况格（考误虑太薄阳辐五射）基：58撒.5℃屋架最大典温降巨工况豆（不逃考虑螺太阳联辐射桑）：-3坡6℃轻型祖屋盖窝温度场取值最大聚温升挺工况劝（考沉虑太怨阳辐猜射）懒：59℃最大召温降阿工况气（不区考虑堵太阳险辐射砌）：-3色6℃研究辅成果4-祥--温度词作用休影响环规律二、下部双混凝每土结粘构温垮度场槽取值：最大老温升芽工况藏：48℃最大禁温降雕工况（考坦虑收领缩当涨量）：-5墨8.幅68℃三、盈温度蛛作用凳折减级（混改凝土辈非完善全弹恶性）而：通过脚弹性尊计算编结果释乘以寒折减粉系数材料煌塑性影响垒：0.惜85；裂叫缝影响：0.姻5；徐变善对应洋力松烛弛的船影响：0.饭5研究刻成果4-立--温度蚊作用秩影响腊规律1、温水度变断化对迟屋架啄结构惰的变朱形起隶显著两作用皆，温亭度效低应的攻作用屋不可徒忽视锅，在既结构岭设计弄时，挪要充枯分考退虑结状构的甲温度泼效应目，提察高结炕构在设正常称使用睁情况捡下的趟可靠配性要拖求。2、靠暖近山能墙的浇屋面嗓板变抬形幅鞭值最景大，馒相应防的屋孤架变卸形也凝最大育。由句于E轴下霜有除桨氧间织的约士束作悼用，剩使得弹靠近E轴的敞屋面干板变赠形较A轴的创小。3、各司构件眼在温远度作惭用下滑的最深大内断力均堂发生初在端玻部的末四榀衣屋架奴上，闭因此格在设盛