静态与动态风荷载下连续焊接不锈钢屋面系统风致响应分析

摘要

基于ANSYS软件平台建立了连续焊接不锈钢金属屋面体系的三维数值有限元计算模型,引入焊接不锈钢金属屋面抗风揭试验数据验证了所建模型的合理性,在动态和静态风载输入下结合该验证的数值计算模型调查了该屋面系统屋面板、支座构件的力学行为与变形机制.研究结果显示,动态风载输入下不锈钢金属屋面系统屋面板、支座的等效应力明显高于静态风荷载作用,在设计风压5.4 kPa风荷载作用下屋面板、支座的最大等效应力分别增长19.3％、54.1％,最大等效应力出现在支座列屋面板拐角处;结合输入风荷载和响应功率谱密度对比发现,动态风荷载对结构响应的放大效应主要集中在屋面系统基频处,说明在该频率区间内屋面系统产生了一定的共振效应,进而导致结构风振响应上升,在实际工程设计中应关注动态风荷载对结构响应的放大效应.