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中文摘要：
已有的灾情调查、试验和理论研究，均表明了建筑物部分敞开或突然开孔使屋盖结构受内、外压共同作用而更容易遭受风致破坏, 建筑内部的风致压力对屋面结构的安全有不可忽视的影响。因此对于重大工程的屋面结构抗风设计，需考虑到施工过程中部分敞开的不利情况以及使用过程中强风下突然开孔的瞬间所产生的内压脉动。本课题针对不同柔度的屋盖结构在建筑物突然开孔或部分敞开状态下的风效应进行深入的试验和理论研究，对内压的静力效应和包括突然开孔所引起的内压超载和紊流引起的Helmholtz共振等在内的动力效应进行研究，明确Helmholtz共振现象及其机理，考虑内外压的联合效应, 定量研究屋盖结构在内外压共同作用下的响应，研究不同的开孔率、开孔位置、内部容积、风速和屋面柔度对屋盖结构的内压及风振响应的影响，发展在屋面结构设计中考虑内压的方法，并为相关规范条文的编制提供数据。
结论摘要：
墙面开孔是导致低层房屋及大跨屋盖结构风致破坏的重要原因，风致内压动力问题及其与柔性屋盖的耦合特性是风工程界的一大难题，也是结构抗风设计中最难以把握的因素之一。本项研究从空气动力学及随机振动的基础理论入手,对于内压动力问题研究了开孔结构内压赫姆霍兹共振方程及其动力学解耦方法，内压脉动机理及内压动力响应的频域计算理论，背景孔隙对内压脉动响应的影响机理及动力学微分方程，采用CFD数值模拟技术研究了开孔结构的孔口空气流动规律和孔口特征参数；对于内压与屋盖的共同作用问题研究了内压-屋盖耦合振动系统的频响特性和阻尼特性，墙面孔隙对屋盖风致响应的影响，以及内外压共同作用下屋盖风致响应的模态计算理论。设计制作了可变内部容积和开孔状况的刚性模型和可变刚度的屋盖气弹模型进行多参数对比风洞试验，并从中提取时域和频域全方位的数据进行挖掘分析，验证理论成果并指导大型工程的抗风设计。研究结果表明，非线性阻尼的解耦是内压问题工程化的关键，开孔率是量化开孔程度及指导工程设计的重要指标，空气压缩模量是内压问题风洞试验模拟中的核心内容。本项课题研究成果包含了理论、风洞试验和工程实践，为相关规范条文的编制提供依据。
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