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,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和施工工藝的進步,大跨屋蓋被廣泛地用于體育館、機場、會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,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)對風(fēng)的敏感性日益增強,風(fēng)荷載已成為該類結(jié)構(gòu)設(shè)計中的主要控制性荷載。但是,我國現(xiàn)行的建筑荷載規(guī)范對大跨結(jié)構(gòu)的風(fēng)振計算并沒有像高層和高聳結(jié)構(gòu)那樣提供具體的計算公式,還需要對大跨結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計理論做更細致的探討,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值。
　　在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)動力分析中,一般采用最廣泛的是模態(tài)疊加法,在這種方法中,一般認為高階模態(tài)對結(jié)構(gòu)的影響很小,計算時忽略處理,僅選取前幾階或幾十階振型(或稱振動模態(tài))進行響應(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,計算功率譜又需要很大的計算量,這樣容易影響實際工程的設(shè)計效率。
　　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)對脈動風(fēng)壓場進行分解,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三對角形式,這樣給求解方程帶來了更大的便利。此方法解決了傳統(tǒng)的模態(tài)疊加法中存在高階模態(tài)對結(jié)構(gòu)響應(yīng)貢獻可能較大但被忽略的問題。
　　結(jié)合風(fēng)洞同步測壓試驗的風(fēng)壓數(shù)據(jù),用傳統(tǒng)的模態(tài)疊加法對不同矢跨比的大跨屋蓋進行了風(fēng)致響應(yīng)分析。利用POD技術(shù)分解風(fēng)壓場獲得