摘要
摩天轮作为一类巨型高耸结构体系,其构造方式独特,受力复杂;摩天轮结构除了满足一般高层结构的要求外,还要判断其变形及舒适性是否恰当。故不仅要对摩天轮结构进行非线性静力计算,还要满足动力分析的条件。 摩天轮结构作为一类特殊的大跨空间结构,其结构的力学特性较传统框架结构以及常见的索结构和空间桁架结构的受力特性有显著的不同,几何非线性效应也非常明显。首先,该类结构体系的风敏感性特别高,由于摩天轮结构的高度一般比较高,底部约束条件比较弱,所以结构的扭转振动非常显著;而传统的风荷载计算是不考虑结构的扭转振动,而以弯曲振型为主;而且该类结构的整体振动和局部振动模态糅合在一起,自振频率分布非常不均匀,低阶模态与高阶模态分布会有显著的阶跃现象,按照通常的结构确定振动影响阶次,会有比较大的误差。 本文中首先通过对脉动风时程的人工模拟得到复合某类反应谱的风速时程;通过转换为构件表面的风荷载时程,得到摩天轮结构风荷载响应的输入条件,然后在ANSYS环境中,对摩天轮结构进行多参数和多风攻角工况下的风荷载动力时程分析。通过对计算结果的比较和归纳,得出该类结构体系的关键设计参数,为该类结构的抗风设计提供依据,对摩天轮结构的风振响应及整体安全性进行全面评估,对该类结构的工程设计和理论分析都有一定的参考意义。
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