考虑台风效应的金属屋面系统全寿命期疲劳损伤估计

作     者：宣颖 张乐乐 谢壮宁 XUAN Ying;ZHANG Le-le;XIE Zhuang-ning

作者机构：华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广州510640 中国建筑第二工程局有限公司华南公司深圳518048 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(51778243) 广东省现代土木工程技术重点实验室资助项目(2021B1212040003) 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2025年第42卷第1期

页      码：189-198页

摘      要：评估金属屋面设计使用寿命年限内的累积损伤程度是抗风设计的重要环节,该文提出一种用于台风多发区域金属屋面系统全寿命期风致疲劳损伤的估计方法,该方法结合风洞测压试验数据和基于台风MonteCarlo模拟所得风速风向分布模型,采用有限元数值模拟方法进行荷载应力分析,提取金属屋面板块疲劳热点处荷载应力关系,从而获得应力时程数据,通过雨流计数法统计应力循环数,并根据Goodman应力修正法则和Miner疲劳线性累积损伤理论,计算得到金属屋面系统在全寿命期的疲劳累积损伤情况;利用台风等效序列进行加载,以动态物理压力箱试验验证数值模拟方法有效性为基础,将该文方法应用于位于东南沿海的某大跨度圆柱形金属屋面的疲劳累积损伤估计。结果显示:金属屋面全寿命期风致疲劳损伤不仅与风压分布存在一定相关性,也与建筑物所在地区的极值风速分布和主导风向存在相关性,评估全寿命期风致疲劳损伤应结合风洞测压试验结果和建筑物所在地风速风向分布模型进行综合分析;对于更易出现疲劳破坏的屋面角区和边缘部位的高负压区域,量化分析局部加密角区和边缘部位檩距对风致疲劳损伤的影响。

主 题 词：金属屋面板 有限元分析 风洞试验 风致疲劳损伤 台风模型 

学科分类：081405[081405] 08[工学] 0814[工学-地质类] 

核心收录：

D　O　I：10.6052/j.issn.1000-4750.2022.10.0912

馆 藏 号：203156694...