摘要
传统的露天储煤场装卸过程中极易产生煤粉扬尘，造成较为严重的大气污染。对露天煤棚进行全封闭改造后的气承式膜结构煤棚具有以下的优点:气承式膜结构煤棚的自洁性和环保性能好;膜结构的加工、制作、安装较容易，节省时间;膜结构无需刚性构建支撑，经济成本低。气承式膜结构煤棚是典型的易受风致振动破坏的柔性结构，特别是处于沿海强风地区下，基于当地的地形地貌和气候条件，研究分析气承式膜结构的风环境和风振响应，从而提供抗风设计的思路，对于扩大气承式膜结构煤棚的应用地域具有重要的意义。主要研究内容如下: (1)基于《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)中的A类地貌，通过数值风洞(CFD)模拟和风振响应分析来考察极端天气（台风）下的风荷载作用特征和结构安全性与适用性，根据计算结果分析结构表面的风荷载分布特征，通过膜面位移、应力和索力等几个方面来评估采用气承式膜结构方案的可行性; (2)基于浙江台州沿海地区的实测气象数据资料进行风压分布计算，结合建筑地域特征，更准确地确定风荷载分布特征，利用ICEM CFD进行网格划分，采用Ansys fluent软件模拟结构风压分布，得到气承式膜结构煤棚的平均风压系数; (3)基于场地风环境下的结构风荷载作用，对气承式膜结构煤棚进行动力特性分析，并对膜材厚度、膜内充压强、弹性模量等参数对气承式膜结构煤棚动力特性的影响进行研究，通过参数化分析得到不同参数对动力特性的影响规律; (4)采用风振响应时程分析，利用谐波叠加法模拟脉动风速谱，结合已经计算得出的气承式膜结构煤棚的风压系数，对结构进行动力时程分析求得结构各节点的时程位移和应力分布，通过Matlab计算出结构各个分区的位移风振系数，给出建议取的风振系数值; (5)结合计算结果位移风振系数和基于场地风环境确定风荷载，对结构进行等效静力风荷载抗风性能分析，得到膜面位移、应力和索力，验证结构的安全性，为进一步抗风设计提出设计建议。
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