塊Lanczos法及其在大跨屋蓋風(fēng)致響應(yīng)分析中的應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和施工工藝的進(jìn)步,大跨屋蓋被廣泛地用于體育館、機(jī)場(chǎng)、會(huì)議展覽中心等各種大型公共建筑中。這些結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、柔度大、阻尼小、自振頻率低等特點(diǎn),且處于湍流度高的低矮大氣邊界層中.這使得大跨屋蓋結(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)的敏感性日益增強(qiáng),風(fēng)荷載已成為該類(lèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要控制性荷載。但是,我國(guó)現(xiàn)行的建筑荷載規(guī)范對(duì)大跨結(jié)構(gòu)的風(fēng)振計(jì)算并沒(méi)有像高層和高聳結(jié)構(gòu)那樣提供具體的計(jì)算公式,還需要對(duì)大跨結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)理論做更細(xì)致的探討,因此深入研究大跨

2、屋蓋的風(fēng)荷載及風(fēng)致響應(yīng)具有重要理論意義和工程價(jià)值。
　　在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析中,一般采用最廣泛的是模態(tài)疊加法,在這種方法中,一般認(rèn)為高階模態(tài)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響很小,計(jì)算時(shí)忽略處理,僅選取前幾階或幾十階振型(或稱(chēng)振動(dòng)模態(tài))進(jìn)行響應(yīng)分析,這樣容易產(chǎn)生較大的誤差,如果碰到自由度數(shù)很多的大跨結(jié)構(gòu)時(shí),計(jì)算功率譜又需要很大的計(jì)算量,這樣容易影響實(shí)際工程的設(shè)計(jì)效率。
　　本文提出了以塊Lanczos向量直接疊加法求解大跨屋蓋風(fēng)致響應(yīng)的方法。利用

3、本征正交分解(POD)技術(shù)對(duì)脈動(dòng)風(fēng)壓場(chǎng)進(jìn)行分解,得到僅與空間相關(guān)的本征模態(tài),用此作為塊Lanczos法的初始迭代向量,生成的一組關(guān)于質(zhì)量正交的Lanczos向量使得縮階后的方程成為一個(gè)三對(duì)角形式,這樣給求解方程帶來(lái)了更大的便利。此方法解決了傳統(tǒng)的模態(tài)疊加法中存在高階模態(tài)對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)貢獻(xiàn)可能較大但被忽略的問(wèn)題。
　　結(jié)合風(fēng)洞同步測(cè)壓試驗(yàn)的風(fēng)壓數(shù)據(jù),用傳統(tǒng)的模態(tài)疊加法對(duì)不同矢跨比的大跨屋蓋進(jìn)行了風(fēng)致響應(yīng)分析。利用POD技術(shù)分解風(fēng)壓場(chǎng)獲得