余贞江 叶晖 夏克迪

摘要：本文提出了一种分析大跨度屋盖风振特性频域的新方法。该方法基于本征正交分解法（Proper orthogonal decomposition，POD）和风压谱拟合方法，可以显著降低计算成本。利用POD-伪激励法和风洞试验获得的风压系数，采用ANSYS通用软件包，分析海螺形单层网壳的风致相应，获得了风向0°的风振系数。并与频域法和时域法获得的结果进行了比较，发现结果相互一致。为进一步应用这些方法在风致分析中奠定了基础。还确定了风致响应与风荷载频率之间的关系。本文为等效风荷载提供了有效的指导。

关键词：风压谱拟合；大跨度屋盖；风振特性；频域

1.引言

大跨度屋盖广泛用于大型建筑物，例如体育馆，展览中心，机场和火车站等建筑，因为这样的屋盖不仅为建筑提供了没有内柱的大空间，而且为建筑师和设计师提供了一种可以取代常规矩形建筑形式的新型建筑形式。由于这种类型的屋顶结构选择了低固有频率和小阻尼比的轻质材料，因此对风荷载作用较为敏感，风荷载成为结构设计的主要荷载之一。

目前，对大跨屋盖结构的风致响应分析主要有3种方法。

（1）解析法

解析法的基本思路是用等效静力风荷载来考虑风的动力效应。其中，平均风作用由静力学方法计算，脉动风力效应则通过经验系数与理论分析来确定。我国现行的建筑荷载规范就是沿用该方法[3]。解析法计算简单，易于理解，经过多年的研究和补充，取得长足进步，但是该方法对于非风敏感型结构的计算精度可以满足实际工程的要求，而对于愈来愈复杂的大跨度屋盖这类风敏感型结构则无法满足实际工程问题求解的需要。……