外挑式场馆建筑的动力性能
超大型装配式外墙板块在体育场馆中的应用技术
[1]梁伟,张泉,宫文晋.某大型公建装配式装配式墙板施工技术要点[J].建筑技术,2018,049(01):75-77.
[2]施微丹.预制装配式建筑外挂墙板施工技术研究[J].浙江水利水电学院学报,2019,(3):57-60.
[3]戚磊.预制装配式建筑施工技术探究[J].建筑与预算,2021,(7):71-73.
板块钢筋为现场制作、安装。受力钢筋按设计要求设置，主次肋连接部位、板块面板抗裂钢筋、吊环、连接件部位节点部分采用焊接，并设加强钢筋加固（见图1）。
图1钢筋及埋设件施工
混凝土采用低坍落度普通细石混凝土，内掺合成氧化铁黄颜料，保证混凝土浇筑后表面颜色鲜艳、亮丽。浇筑时采用插入式振捣棒振捣，人工抹面。保温岩棉板在底层混凝土浇筑完毕、初凝前放置，随即浇筑上层面层混凝土，确保上下两层混凝土结合良好，不会出现分层、裂缝现象，达到混凝土与保温一体化的效果。混凝土浇筑完成后，采用蒸汽加压养护，时间不少于7天。
3装配式外墙板安装
本工程所用装配式外墙板块为超大型构件，板块尺寸在国内都没有先例。根据国家相关安全规定，编制起重吊装专项方案，并组织了专家论证，对吊装过程、安装程序、安装工艺、人员组合、设备配置、技术安全措施等进行了全面讨论，技术上达到了安全施工要求。板块安装前起重吊装所有材料、器具、起重设备均按专项方案进行配置。
超大型装配式外墙板块在体育场馆中的 应用技术
摘要：邯郸市第一中学综合体育馆外观简洁大方、造型独特，突出展示了建筑师以人为本的设计理念，完美贴合了邯郸市第一中学“学会做人、学会做学问”的校园文化。其外墙选用的超大型装配式混凝土板以其高强、节能、耐久、易造型、施工便捷的特点，很好地满足了建筑师的各项要求，既保证了本项目的使用功能，也可以为其他体育场馆建筑外墙选型提供借鉴和参考。
论体育建筑外部空间的场所精神营造
论体育建筑外部空间的场所精神营造体育建筑外部空间的场所精神营造可以通过建筑外立面和景观元素的设计来实现。
外立面的设计可以体现出建筑的力量感和动感，采用流线型的造型和动感的色彩来传递体育运动的活力和激情。
景观元素的设计可以通过运用绿化、水景和雕塑等元素来打造一个舒适、宜人的环境，让人们感受到大自然的美好，同时也与体育运动的健康与活力相呼应。
体育建筑外部空间的场所精神营造可以通过公共艺术的展示来实现。
运动场馆的外部空间可以成为展示公共艺术作品的平台，通过雕塑、壁画等艺术形式，为场馆增添一份艺术氛围。
运动和艺术都是人类创造的高级精神活动，通过将两者相结合，可以为参与运动或观看比赛的人们提供一种独特的体验，丰富人们的精神消遣。
体育建筑外部空间的场所精神营造可以通过建筑与环境的和谐融合来实现。
运动场馆的外部设计应该与周围的环境相协调，既要体现建筑的特色，又要保留周围的景观特点。
通过运用与自然环境一致的材料、色彩和造型，使运动场馆融入自然景观中，打造一个与周围环境和谐共生的空间，为人们提供舒适的体验。
体育建筑外部空间的场所精神营造可以通过空间布局和景观路径的设计来实现。
运动场馆的外部空间应该根据不同场馆的功能需求和使用人群的特点，合理布局和设计景观路径，为人们提供便利的交通流线和舒适的步行空间。
适当设置休息区、观景点和互动设施，为人们提供休闲娱乐的机会，增加场馆的吸引力和人气。
体育建筑外部空间的场所精神营造是通过建筑外立面和景观元素的设计、公共艺术的展示、建筑与环境的和谐融合以及空间布局和景观路径的设计等手法来实现的。
通过营造出与体育运动相关的精神氛围，为运动员和观众提供一个愉悦的环境，进而提升场馆的功能性和吸引力。
论体育建筑外部空间的场所精神营造
论体育建筑外部空间的场所精神营造体育建筑外部空间是运动员和观众共同使用的场所，它的功能不仅仅是提供一个实现体育比赛的场地，更需要创造一个可以激发人们热情的场所精神。
在建筑空间设计中，色彩是非常重要的一个因素。
色彩可以引导人们的情感反应，不同的颜色可以产生不同的情绪体验。
在体育建筑外部空间中，应该选择色彩明亮、富有活力的色调，如红色、黄色、橙色等，这些颜色可以有效地激发人们的热情和热爱心情，有助于他们更好地投入到比赛和观赛中。
另外，建筑外部空间的造型设计也需要体现场所精神。
世界上很多著名的体育场馆都有独特的造型风格，例如北京“鸟巢”和上海“东方明珠塔”等。
这些建筑不仅仅是体育场馆，更成为了地标性的建筑，具有重要的城市形象代表意义。
因此，在体育建筑的外部场所精神营造中，应该充分考虑建筑的设计风格和造型，让体育场馆成为城市的一部分。
另外，建筑的景观设计也是很重要的。
景观环境的美学价值、文化内涵和生态效益，对人的身心健康具有重要的影响。
在体育建筑的外部空间设计中，应该充分考虑建筑的周边环境，利用植物、艺术造型等手段进行景观的营造，以提高空间的舒适性，同时也能够吸引更多的游客前来观赛。
最后，人们在观赛或者进行体育活动的过程中，需要得到足够的保护，这也是体育建筑外部空间场所精神建造的重要内容。
在设计上，应该重视人们的行动路线、交通秩序和疏导，同时也要注意场馆周边的安全问题，例如应急设施、消防系统等。
只有如此，在人们的利益和实践需要上，体育场馆才能够为人们提供更加优质的服务和保障。
综上所述，体育建筑外部场所精神的建造需要考虑很多因素，如色彩、造型、景观、安全保障等等。
只有合理地理解和运用这些因素，才能够使体育场馆成为一个鼓舞人心、充满活力的场所。
某体育场悬挑屋盖表面脉动风压空间相关特性
摘
要： 通 过对 某体 育 场刚性 模 型进行 同步风 。
考 虑 了涡 旋脱 落和 再 附着 的影 响 ， 对 悬挑 屋 盖各 区域 的 典 型 测 点进 行 时域 下 的相 关 系数 和 频 域 下 的相 干 函数 分析 ， 总结 了该体 育 场 悬挑 屋 盖表 面 的平行 来流 方 向 、 垂 直来 流 方 向排 列 的测 点之 间的
第 ３ ５卷 第 ２期 ２ ０ １ ３年 ４月
土ｃ 木 建 筑 与 环 境 工 程 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｃｉ ｖ ｉ ｌ ．Ａｒ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ＆ Ｅｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
陈朝晖ｈ ， 张海 永 ｈ ， 陈 丰。
（ １ ． 重庆大学 ａ ． 土木 工程 学 院 ； ｂ ． 重庆 大学山 地 城 镇 建设 与新 技 术教 育部 重 点 实验 室 ， 重庆 ４ ０ ０ ０ ４ ５ ；
２ ． 机 械 工 业 第 三 设 计研 究 院 ， 重 庆 ４ ０ ０ ０ ３ ９ ； ３ ． 湖 南省 建 筑设 计 院 ， 长沙 ４ １ ０ ０ １ １ ）
（ １ ａ ． Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｃｉ ｖ ｉ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ；ｌ ｂ ．Ｋｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｎｅ ｗ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｆ ｏ ｒ Ｃｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃｉ ｔ ｉ ｅ ｓ ｉ ｎ Ｍｏ ｕ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ Ａｒ ｅ ａ ，
ｓ ｙ ｎｃ ｈ ｒ ｏｎ ｏｕ ｓ ｗｉ ｎｄ ｔ ｕ ｎｎｅ ｌ ｔ ｅ ｓ ｔ ｏｎ ａ ｒ ｉ ｇ ｉ ｄ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ａ ｓ ｔ ａ ｄｉ ｕ ｍ ． Ｃｏ ｎｓ ｉ ｄｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈｅ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕｅ ｎｃ ｅ ｏｆ ｔ ｈ ｅ ｖ ｏ ｒ ｔ ｅ ｘ ｓ ｈｅ ｄｄ ｉ ｎｇ， ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎｔ ａ ｎｄ ｃ ｏ ｈｅ ｒ ｅ ｎｃ ｅ ｆ ｕ ｎｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ａ ｌ ｏｎｇ — ｗｉ ｎｄ ａ ｎ ｄ ｃ ｒ ｏ ｓ ｓ — ｗｉ ｎｄ ｐ ｏｉ ｎ ｔ ｓ ｗｅ ｒ ｅ
论体育建筑外部空间的场所精神营造
论体育建筑外部空间的场所精神营造体育建筑外部空间作为城市建筑环境的一部分，不仅仅是运动员进行训练比赛的场所，更是城市居民休闲娱乐、健身运动的重要场所。
在体育建筑外部空间的设计与建设中，如何通过空间环境和景观营造来营造具有活力、健康、积极向上精神的场所精神成为了建筑设计者、城市规划者以及居民关注的焦点。
本文将围绕这一主题展开讨论，探讨体育建筑外部空间的场所精神营造。
体育建筑外部空间不同于一般的建筑空间，它所服务的对象是广大的居民和运动员群体，其功能不仅仅是提供运动场地，更要满足人们健康锻炼、休闲娱乐的需求。
体育建筑外部空间的场所精神显得尤为重要。
体育建筑外部空间的精神应具有活力和健康的特质。
人们在这里进行体育运动和休闲娱乐，需要一个积极向上的精神场所，这将对人们的心态和体魄产生积极影响。
体育建筑外部空间的精神应具有包容和欢乐的特质。
这里是人们放松心情、释放压力的场所，其精神应该是包容一切的，让大家在这里都能找到快乐和满足。
体育建筑外部空间的场所精神营造一直是建筑规划和设计中的一个重要课题。
通过设计、规划和景观营造手段，打造一个融合自然与人文、功能与艺术的体育建筑外部空间，引领人们进入一个全新的精神场所。
下面，我们将从多个角度来探讨体育建筑外部空间的场所精神营造。
1. 空间规划与功能布局体育建筑外部空间的场所精神营造，首先需要从空间规划和功能布局上进行设计。
不同功能的场所应该有明确的定位和布局，同时要考虑到人流线、视线、光线等因素，使人们在空间中感到舒适和自然。
还应根据不同的运动项目，设计出专门的场地，给人们提供一个专业的运动空间。
2. 绿化环境与景观营造绿化环境是体育建筑外部空间的重要组成部分，也是精神场所营造中不可或缺的一环。
在绿化设计中，可以选择一些适宜的树木、花草，打造一个宜人的环境，让人们在锻炼和休闲的过程中也能享受自然的美好。
可以通过景观设计，打造一些独特的景点和装饰，增加空间的趣味性，吸引人们前来参与。
场馆建筑节能实例分析及思路论文
场馆建筑节能实例分析及思路探索摘要：通过结合某场馆设计实例，针对该场馆所处地区的气候条件，分析其建筑节能设想，结合所采用的节能设计手法进行分析，最终给出可行的节能设计思路。
关键词：建筑节能；围护结构；通风设计；自然采光abstract: through the combined with a venue design example, in view of the building projects place of the climate conditions, analysis of the energy conservation of the building idea, combined with the energy saving design methods to carry on the analysis, finally give feasible energy saving design ideas.keywords: building energy efficiency; palisade structure; ventilation design; natural lighting中图分类号：te08文献标识码：a 文章编号：项目概况某体育馆主要用作羽毛球馆供市民娱乐，鉴于其作为该市重点建设项目之一，对该场馆的设计要求较为严格。
该场馆总建筑面积为21587㎡，内部设有20个羽毛球场以及休息室。
鉴于该项目地处夏热冬暖气候地区，针对该气候特点，在建筑节能设计方面有其相应的设计考虑。
本文将结合该场馆的节能设计来展开探讨该地区类似建筑节能设计手法。
建筑围护结构节能设计思考鉴于该场馆所处地区属于亚热带湿润季风气候，气候特征表现为夏季炎热漫长，冬季温和短促，甚至几乎没有冬季；长年高温高湿，气温的年较差和日较差都小；太阳辐射强烈，雨量充沛。
而国内规范《公共建筑节能设计标准》（gb50189-2005）已经明确规定了该类气候的公共建筑在建筑、热工、空调、采暖、通风和照明设计等方面应当采取的节能措施和应该控制的建筑能耗，使其在保证原有的室内热舒适环境的前提下，与未采取节能措施前的建筑能耗相比，全年空调和采暖总能耗减少50%。
体育场馆类建筑的特点及气流组织形式的研究
体育场馆类建筑的特点及气流组织形式的研究一建筑特点体育建筑的容积比较大。
约在10000 m3以上，顶棚高度均在l0m以上，属于高大空伺建筑。
室内观众和照明等产生热量向上升，在顶棚下形成热空气层，至少要有10—20％空调风量排至室外，因此，空调所需的风量较大。
建筑高度高。
普通在10～20m，个别特殊功能体育馆，如棒球馆，可以达到30m高。
这是造成体育馆室内气流在高度方向上存在分层的直接原因。
墙地比大。
围护结构多为轻型结构。
顶灯布置较多。
室内热湿负荷较大，且主要是照明和人员负荷。
比赛大厅一年四季都有余热量，除了在冬季空场预热时送热风外，满场时也需送冷风或等温风。
春秋季时，要考虑100％利用新风的可能性。
由于顶棚高、容积大，室内产生的热量向上升，在顶棚下形成热空气层，需要排至室外，此外由于容纳观众数很多，新鲜空气量和送风量均比一般建筑大，才能满足卫生条件。
二使用特点比赛区和观众席的空调参数不同。
观众区只需满足舒适性要求，而比赛区则要满足体育项目要求的温度、湿度、风速等。
使用时间不固定。
一般比赛时间都比较短且不固定。
要求空调系统能在较短时间内使室内空气达到设定值。
三由建筑特点和使用特点带来的空调系统设计上的特点目前常见空调送风形式：上送风方式这种送风方式最大优点，能把处理好的空气均匀送到各个部位，以满足各个区域所需的空调参数。
（1）散流器上送方式由于观众席的看台有一定坡度，上部和下部有较大高差，上部区域的风口距观众席较近，易使冷气流进入观众席，造成吹风感，要使观众区达到均匀温度，散流器的送风速度在观众席的各地区应不同，或采用可调节的散流器，使上部观众区平送，下部观众区向下送风。
（2）喷口上送方式将喷口按观众看台坡度，在体育馆顶棚上设置不同角度的喷口顶送，比赛场的喷口是由上向下垂直送风。
（3）旋流风口上送方式旋流送风口是近些年来国内研制的新产品，它是由起旋器和风口组成。
具有①诱导比大、送风速度衰减快，在通风空调系统中可做大风量大温差送风以减少风口数量；②气流流型可调(如可调成吹出型和散流型)；③风口阻力稳定，调节起旋器改变流型，风口局部阻力系数仅变化6％，便于风量平衡等特点。
论体育建筑外部空间的场所精神营造
论体育建筑外部空间的场所精神营造
随着体育运动的普及和发展，体育建筑的外部空间的精神营造变得越来越重要。
体育建筑外部空间不仅仅是一个运动的场地，更是一个能够激发人们运动热情和活力的场所，对于提高人们的参与度和体育文化的传承都起着至关重要的作用。
如何通过设计和布局来打造具有丰富场所精神的体育建筑外部空间是一个非常重要的问题。
体育建筑外部空间的布局应该能够满足人们的基本需求。
要有足够的场地空间来容纳大量的运动者和观众，同时要有适当的休息区域和设施设备，以便人们在运动之余能够得到充分的休息和舒适的体验。
要考虑到不同运动项目的特点和要求，进行合理的分区和布局，确保各项运动能够有序进行。
体育建筑外部空间的设计应该能够激发人们的运动热情和活力。
一个好的设计能够通过形式、色彩和材料等方面的处理来创造出愉悦的视觉效果，从而吸引人们的注意并激发他们参与运动的欲望。
可以通过设置一些具有互动性和娱乐性的元素，如公共艺术品、音乐喷泉等，来增加人们在体育建筑外部空间的停留时间和参与度。
体育建筑外部空间的场所精神营造还需要注重文化内涵的传承。
每个城市都有自己独特的文化和传统，体育建筑外部空间应该能够融入这些文化和传统，打造具有地方特色和人文氛围的场所。
可以通过在空间中设置一些与当地文化相关的艺术装置、纪念碑等，来展示和传承当地的文化遗产，同时也能够丰富人们的参与体验和感受。
体育建筑外部空间的场所精神营造是一个综合性的问题，需要考虑到人们的需求、运动文化的传承、环境保护和文化内涵等方面的因素。
通过科学合理的设计和布局，我们可以打造出具有丰富场所精神的体育建筑外部空间，为人们提供一个优秀的运动场所和休闲娱乐场所。
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第40卷第6期建 筑 结 构2010年6月外挑式场馆建筑的动力性能扶长生, 周立浪(上海长福工程结构设计事务所,上海200011)[摘要] 通过世博会两个工程实例,建立外挑式场馆建筑非耦联系统的分布参数力学模型。
它们的体型空旷而矮胖,质量大都分布在主体框架或剪力墙的外侧,具有相当大的转动惯量。
无阻尼自由振动的分析结果表明,扭转往往为第一振型。
进一步分析和论述了平扭耦联系统偏心率 e 和频率比8对地震反应的影响。
当8=1时,系统对扭转反应相当敏感。
对于小偏心系统,当8[0175或8\1125时,扭转效应会显著减小。
对外挑式场馆建筑,拘泥于限制扭转不为第一振型不一定是完全合适的。
它们的抗震性能应该从振型、频率比、位移比、层间位移角等几个方面进行综合评价。
[关键词] 外挑式场馆建筑;扭转振型;偏心率;频率比Dynamic behavior of stadium -type buildings with cantilever structuresFu Changsheng,Zhou Lilang(Shanghai ChinaFu Structural Design Inc.,Shanghai 200011,China)Abstract :On basis of two EXPO engineering projects,the uncoupled model with distributed mass and stiffness is presented for stadium -type buildings with cantilever structures.The resul ts of free vi bration analysis show that torsion will be easy to be the firs t modal shape of the system,which has properties of the low ratio of building height to planar di mensions and the large gyration radius of mass.For the torsion -coupled system,both eccentrici ty e and frequency ratio 8are important design parameters.For the system wi th small eccentricity,whether 8[0175or 8\1125,the seismic torsion responses will be greatly reduced.As the eccentricity e being larger,the modal shape will be coupling each other,especially when 8= 1.It is reasonable for the tall buildings to stipulate that the torsional modal shape mus t not be the first one to reduce the torsion responses,because the firs t modal shape will be translational,when it is well designed.However,it may not be necessary to con trol the order of the modal shapes for the stadium -type buildings wi th outrigger structures.Their dynamic behavior should be esti mated by using the design parameters,such as eccentrici ty,frequency ratio,lateral stiffness,torsion displacement ratio,and so on.Keywords :stadium -type buildings;cantilever structures;torsional modal shape;eccentrici ty;frequency ratio作者简介:扶长生(1944-),男,上海人,教授级高工,董事长,Email:cfstruct@vip.s 。
0 问题的提出场馆建筑往往是一个单层观众厅布置在中间,高大而空旷,周边或两侧是多层的辅助用房。
观众厅和辅助用房之间,一般不设抗震缝。
结构工程师把观众厅设计为主体结构,具有足够的侧向刚度,辅助用房依附于主体结构。
这样的设计理念是正确的。
由于功能的要求,建筑师乐意把观众厅的看台布置在主体框架柱或剪力墙的外侧。
对一些大型的场馆建筑,由于造型和审美的需要,有时会把看台和辅助用房设计成为外挑悬臂结构。
定义此类建筑为外挑式场馆建筑。
上海世界博览会演艺中心(见图1)和中国馆(见图2)就是两个很好的工程实例。
对外挑式场馆建筑动力特性的专门研究不是很多。
规范中有关的设计条文也不是十分具体。
上述两个工程实例都具有相当大的侧向刚度,扭转都是第一振型。
结构工程师对此有所困惑,因为这不符合5高层建筑混凝土结构技术规程6(JGJ3)2002)第4.315条的(a)表现图(b)剖面图图1 上海世博会演艺中心示意图要求[1]。
为此,首先建立非耦联系统的分布参数力学97模型,对此类建筑的自振特性及其影响参数,如层高、主体结构平面尺寸和外挑尺寸等作一些实用分析。
进而在国内外学者对平扭耦联系统研究成果的基础上,分析和叙述主要设计参数偏心率 e 和频率比8对地震反应的影响,对外挑式场馆建筑的抗震性能作出评价。
1外挑式场馆建筑的工程实例111世博会演艺中心上海世博会演艺中心是以多功能体育馆及相应的管理和配套设施为主体的场馆建筑,建筑形态似空中飞碟。
围绕18000座体育馆,环向布置三跨斜向框架。
矩形钢管混凝土柱,间距1115m,钢梁。
沿径向布置大跨度悬臂钢桁架,桁架根部高12m,悬臂长20~31m 。
演艺厅上方钢结构空间桁架最大跨度约136m,最小跨度约108m,桁架顶标高4110m 。
应用SAP2000作抗震分析,结构的自振周期、扭转成分、层间位移角和考虑偶然偏心?5%的最大位移比列于表1。
演艺中心基本动力特性表1自由振动特性地震反应振 型一二三方向层间位移角最大位移比周期P s 111480159001578x 1P 22211150扭转成分P %99y1P 20001143112世博会中国馆中国馆的表现图从建筑上实现了对中国文化的诠释,被称为/东方之冠0。
建筑物底部尺寸为6919m @6919m,四角布置四个1816m @1816m 的钢筋混凝土筒体。
建筑物总高度63m 。
从3313m 标高起,设20根矩形钢管混凝土斜柱,层层外挑,顶部尺寸为13618m @13618m 。
应用ETABS 作抗震分析,结构的自振周期、扭转成分、层间位移角和最大位移比等列于表2。
中国馆基本动力特性表2自由振动特性地震反应振 型一二三方向层间位移角最大位移比最大扭转角P b周期P s112311051104x 1P 23101117010019扭转成分P %100y1P 23101117010019比较以上两个工程实例的设计参数和计算结果,它们的最大位移比有所不同。
中国馆在竖向抗侧力构件的布置和悬臂的外挑长度等方面,在x ,y 两个方向上都是基本对称的,最大位移比小于112,扭转规则。
演艺中心呈不对称流线型,悬臂桁架长度沿环向变化较大,引起质心和刚心间的偏心距稍大一些,最大位移比115,扭转不规则,但仍满足规范要求。
除此之外,它们的基本动力特性相同,即,结构的第一振型是扭转,振型清晰,前三阶振型中无耦联现象,有足够的侧向刚度,最大层间位移角均不大于1P 2000。
高规(JGJ3)2002)第41315条规定,结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比,A 级高度高层建筑不应大于019,B 级高度高层建筑和复杂高层建筑不应大于0185。
演艺中心和中国馆的周期比分别为1194和1117,不满足规范要求。
那末,如何评价此类外挑式场馆建筑的抗震性能呢?以下作详细讨论。
(a)表现图(b)3313m 标高处结构平面图2 世博会中国馆示意图2 基本力学模型和自振特性图3给出了外挑式场馆建筑的分布参数力学模型。
模型把主体结构的竖向抗侧力构件简化成闭口薄壁杆件。
杆件高h ,沿高度刚度不变。
为了能比较方便地得到系统的解析解,假定杆件的平面形状为圆环,外径a ,壁厚t 。
考虑到外挑部分的侧向刚度一般情况下远远小于主体结构,略去了它们的影响。
从高度0到h 范围内,分布着密度为C 的均匀质量体。
设外挑结构的边界线沿高度的变化为二次曲线:R (z )=b -a 2h2z 2+a 2 (0[z [h )(1)式中R (z )表示外挑结构边界线至圆心的距离。
系统的单位长度质量m (z )为:m (z )=PC b -a 2h2z 2+a22(0[z [h )(2)98单位长度转动惯量I m (z )为I m (z )=PC 2b -a 2h2z 2+a24(0[z [h )(3)图3 简化的连续体模型进一步假定模型是非耦联系统。
设偏心距等于零,质心和刚心重合,为坐标原点,如图3所示。
按振型正交性质,系统的扭转振型力对平动振型位移作的功等于零,反之亦然。
系统的扭转振动和弯曲振动相互独立。
尽管扭转和弯曲振动方程式可以方便地写出,但是求其解析解是相当困难的。
利用均质杆解析解的形式,构造扭转振动的振型函数为:H (z )=sinP z2h(4)式(4)满足系统扭转振动的边界条件:H |z =0=0,5H 5z z =h=0(5)应用瑞利商原理,系统一阶扭转频率X H 表达式为X 2H =QhGJ P [H c (z )]2d zQ h 0ImH 2(z )d z=25GJ P K 2HC b 4h2(6)式中,G 为材料的剪切模量,J p 为截面极惯矩。
K H =(b a)201213(b a )4+01220(b a )3+01217(b a )2+01199(b a)+01151(7)当b =a 时,K H =1。
把杆件的自重作为静力荷载,利用静载作用下的弯曲变形曲线[2],构造弯曲振动的振型函数为:y (z )=b a2+b a +1z h 2-25b a2+43b a +83z h3+12z h 4+115ba-1z h 6+1140b a 2-2b a+1z h8(8)式(8)满足系统弯曲振动的边界条件:y z =0=0,5y5z z =0=0,52y 5z 2z =h =0,53y 5z3z =h=0(9)再次应用瑞利商原理,系统一阶平动频率X y 表达式为X 2y=Q h0EI [y d (z )]2d zQ h 0m (z )y 2(z )d z=16EI K 2yC h 4a2(10)式中E 为材料杨氏弹性模量,I 为截面惯性矩。