大跨度屋蓋結構等效靜力風荷載研究.pdf

1、大跨度屋蓋結構具有優(yōu)美的造型和良好的性能，近年來得到了很大的發(fā)展，被廣泛應用于各種大型公共建筑中。由于其結構具有質量輕、柔性大、阻尼小等特點，風荷載一般是結構設計的控制荷載。但與此同時，關于大跨度屋蓋結構的抗風設計理論還很不成熟，這已經(jīng)成為制約這種結構類型進一步發(fā)展的瓶頸。本文主要從等效靜力風荷載的角度來進行大跨度屋蓋結構的抗風研究。 進行等效靜力風荷載的研究之前，本文首先對大跨度屋蓋結構進行了風壓預測，進而計算了風振響應。而鑒

2、于大跨度屋蓋結構等效靜力風荷載具有多等效目標等特點，本文擺脫現(xiàn)有靜力等效理論的束縛，另辟蹊徑，用數(shù)值優(yōu)化的方法來解決大跨度屋蓋結構多等效目標的問題。本文工作主要包括以下幾個方面： 1.大跨度屋蓋結構表面風壓的預測。由于風洞試驗設備的限制，目前能夠進行同步測壓的測點數(shù)較少，不能滿足工程研究需求，因此需要根據(jù)有限的測壓數(shù)據(jù)來預測大量未知點的風壓。本文采用幾種不同的插值方法，包括最鄰近插值、反距離加權法、薄板樣條以及簡單克里金法，按直

3、接插值和結合本征正交分解的方法進行了風壓時程的預測，并給出了詳細的分析和比較。 2.大跨度屋蓋結構風振響應計算。采用時域分析方法計算了大跨度屋蓋結構的風振響應，并用統(tǒng)計方法計算了峰值響應。 3.大跨度屋蓋結構等效靜力風荷載的研究： A.基于計算等效靜力風荷載的三分量法，提出了簡化計算的修正LRC法，并用于單獨響應等效靜力風荷載的計算，同時分析了各響應的等效靜力風荷載對其他響應的等效精度。 B.在修正LRC

4、法的基礎上，采用響應分組法計算了適用于部分響應的一致等效靜力風荷載，其主要思想是將等效靜力風荷載相近的響應分為一組，對同一組響應，基于最小二乘原理計算一致等效靜力風荷載。這使得對于一個大跨度屋蓋結構，只要提供較少的幾組等效靜力風荷載就能滿足工程設計需要。 C.通過直接求解靜力平衡方程組，得到了能精確等效所有響應的一致等效靜力風荷載，并分析了其不足，即大小和分布很不合理，不能應用于工程設計。 D.選取約束最小二乘和加權約柬