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考虑风速风向联合分布的双坡屋面风致疲劳研究

Study on Wind-induced Fatigue of Double-slope Roof Panels Considering Joint Distribution of Wind Speed and Direction

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为研究风荷载作用下大跨度低矮建筑金属屋面板的疲劳损伤分布规律,以坡度为1/60的双坡屋面建筑为研究对象,基于1975～2019年间的风速风向数据,研究了双坡屋面板50年重现期的疲劳损伤累积值.采用Gumbel分布描述日极值风速分布,混合Von Mises分布描述风向分布,并用单参数Archimedean Copula函数描述二者的相关性,得到了风速风向的联合分布;基于双坡屋面的测压风洞试验结果,考虑连续变化风速和离散风向角对疲劳寿命的影响,研究了金属屋面板的疲劳损伤累积值.结果表明:双坡屋面板疲劳损伤与主导风向、屋面位置等因素密切相关,位于主导风向处的迎风屋檐、边角等气流分离位置的疲劳损伤累积值远大于其他区域;良态风环境下,该双坡屋面金属屋面板50年风致疲劳损伤累积值最大可达0.746,风荷载可引起迎风屋檐、边角位置金属屋面板的疲劳破坏;对于金属屋面板而言,风致疲劳破坏是引发风揭事故的巨大隐患,应高度重视.

李寿英、曹镜韬、李寿科

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湖南大学 风工程与桥梁工程湖南省重点实验室,湖南 长沙 410082

湖南科技大学 土木工程学院,湖南 湘潭 411201

风致疲劳 风速风向联合分布 概率统计 金属屋面板 极值分布 角变量

国家重点研发计划国家重点研发计划

2017YFC07036002017YFC0703604

2022

10.19815/j.jace.2021.02027

建筑科学与工程学报
长安大学 中国土木工程学会

建筑科学与工程学报

CSTPCD北大核心
影响因子：0.692
ISSN：1673-2049
年,卷(期)：2022.39(2)
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