大跨屋盖基于位移响应协方差等效静力风荷载计算方法.pdf

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1、第38卷第4期四川建筑科学研究2012年8月SichuanBuildingScience31大跨屋盖基于位移响应协方差等效静力风荷载计算方法罗楠，廖海黎，李明水(西南交通大学风工程试验研究中心，四川成都610031)摘要：目前，频域内有多种等效静力风荷载求解方法，但每种方法都有其局限性；时域内也提出了风致响应的计算方法，却没有完整地提出求解等效静力风荷载的方法。本文基于位移响应协方差矩阵，提出了一种计算大跨屋盖结构等效静力风荷载的新方法。本方法的关键是获得位移响应的协方差矩阵，对于时域法，由于时程分析能得到位移响应时程，故可根据时程序列直接计算得到；对于频域法，

2、也可由各阶模态响应推导得到，因而本方法既适用于时域法，也适用于频域法。最后，以某大跨屋盖结构作为工程实例，计算了等效静力风荷载，并将其与CQC方法计算结果进行了比较，验证了方法的有效性。关键词：等效静力风荷载；风致响应；时域；频域中图分类号：TU393．3文献标识码：A文章编号：1008—1933(2012)o4—031—04EquivalentstaticwindloadbasedonthecovarianceofdisplacementresponseoflongspanroofsLUONan．LIA0Haili．LIMingshui(ResearchCen

3、treforWindEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Atpresent，in~equeneydomain，thereareavarietyofequivalentstaticndloadmethods，buteachmethodhasitslimitations．Intimedomain，somewind-inducedresponsecalculationmethodsarepresented，buttheequivalentstaticwindloadm

4、ethodisnotcompletelypresented．Inthispaper，anewmethodforequivalentstaticwindloadoflongspanroofsisfirstlypresentedbasedonthecovarianccmatrixofdisplacement．Thekeyofthismethodistoobtainthecovariancematrixofdisplacementresponse．Intimedomain，time—displacementresponsecalbeobtainedbytime—his

5、toryanalysis，SOtheCOVKriKncematrixofdisplacementcallbecalculateddirectly．Infrequencydomain，thecovariancematrixofdisplacementcanbederivedbythemodalresponse．Thusthismethodis印plicabletobothtimedomainmethodandfrequencydomainmethod．Finally，alongspanroofisconsideredtocalculatetheequivalent

6、staticwindload．andtoverifytheefectivenesswiththeresultofCQCmethod．Keywords：equivalentstaticwindload；wind·inducedresponse；timedomain；frequencydomain第一阶振型惯性力表示等效静力风荷载(称为惯性0前言力法，IWL)，即由风振系数乘以平均风荷载的方法在结构工程中，风荷载作为活荷载参与工况组得到等效静力风荷载，其本质上也是阵风荷载因子合，其响应由静力方程求解而得，而事实上，脉动风法的应用，只不过在等效静力风荷载定义时采用了荷

7、载作为一随机荷载，其响应需要根据随机振动理第一阶振型惯性力。该方法在确定背景等效静力风论在频域或时域内计算而得。如何将随机脉动风荷荷载和响应时可能会导致不安全的估计，但是有助载等效为静力荷载，一直为众多学者所关注。于对共振响应的理解，即从风荷载作用机理来看，用迄今为止，出现了多种频域内的等效静力风荷惯性力表示等效静力风荷载的共振分量是较为合理载计算方法。Davenport-1根据随机振动理论建立的。真正从风荷载的作用机理出发研究等效静力风起结构风振响应分析的理论框架，并借助阵风荷载荷载并引起广泛重视的是Kasperski提出的荷载因子(GustLoadingFa

8、ctor，简称GLF)提