[發(fā)明專利]基于POD技術(shù)的橋梁多目標(biāo)等效靜力風(fēng)荷載計(jì)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811451886.6
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109558680B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董銳;李狄欽;翁祥穎;韋建剛
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

本發(fā)明涉及一種基于POD技術(shù)的橋梁多目標(biāo)等效靜力風(fēng)荷載計(jì)算方法。首先，計(jì)算等效靜力風(fēng)荷載矩陣F_LRC、本征模態(tài)矩陣Φ_LRC、基于本征模態(tài)矩陣的等效靜力風(fēng)荷載基向量{Φ_LRC}_N×k和組合系數(shù)列向量C；然后，依據(jù)計(jì)算獲得的等效靜力風(fēng)荷載基本向量{Φ_LRC}_N×k和組合系數(shù)列向量C，求得多目標(biāo)等效靜力風(fēng)荷載矩陣最后，對多目標(biāo)等效靜力風(fēng)荷載矩陣的計(jì)算精度和分布合理性進(jìn)行評估。若橋梁結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位處響應(yīng)的計(jì)算誤差和等效靜力風(fēng)荷載分布的合理性同時滿足條件，則認(rèn)為所求的等效靜力風(fēng)荷載矩陣滿足工程設(shè)計(jì)要求。本發(fā)明綜合考慮了LRC法、Universal法和PSWL法各自的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了橋梁結(jié)構(gòu)等效靜力風(fēng)荷載的多目標(biāo)等效。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，具體涉及一種基于POD技術(shù)的橋梁多目標(biāo)等效靜力風(fēng)荷載計(jì)算方法。

背景技術(shù)

由于橋梁結(jié)構(gòu)抖振響應(yīng)計(jì)算復(fù)雜，目前主流風(fēng)荷載設(shè)計(jì)規(guī)范均采用等效靜力風(fēng)荷載做等代替換。風(fēng)工程研究者針對不同類型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)提出了許多等效靜力風(fēng)荷載計(jì)算方法，其中具有原創(chuàng)性和代表性的重要方法主要有陣風(fēng)荷載因子法(GLF)、荷載-響應(yīng)相關(guān)法(LRC)、慣性力風(fēng)荷載法(IWL)、IWL+LRC組合法、統(tǒng)一等效靜力風(fēng)荷載法(Universal)和基本風(fēng)荷載法(PSWL)。

GLF法是將陣風(fēng)荷載因子G與平均風(fēng)荷載的乘積作為計(jì)算結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的等效靜力風(fēng)荷載。GLF法概念清晰，操作簡便，但僅能夠保證結(jié)構(gòu)等效位置處的風(fēng)振響應(yīng)極值相等，其他位置處的響應(yīng)均存在不同程度的誤差。LRC法是一種計(jì)算結(jié)構(gòu)背景等效靜力風(fēng)荷載的精確方法，但實(shí)際上也只能保證等效位置處的風(fēng)振響應(yīng)極值相等，非等效位置處的響應(yīng)均存在不同程度的誤差。IWL法是計(jì)算結(jié)構(gòu)共振等效靜力風(fēng)荷載的方法，主要應(yīng)用于一階振型起控制作用的高層建筑結(jié)構(gòu)，較難考慮高階振型和振型耦合的影響。IWL+LRC組合法綜合了IWL法和LRC法的優(yōu)點(diǎn)，但該方法同樣較難考慮高階振型和振型耦合的影響，實(shí)際上也是一種單目標(biāo)等效方法，非等效位置處的響應(yīng)存在不同程度的誤差。Universal法是一種多目標(biāo)等效靜力風(fēng)荷載計(jì)算方法，但對于等效靜力風(fēng)荷載基本向量的選擇通常需要通過工程師的判斷來完成。PSWL法是一種構(gòu)建等效靜力風(fēng)荷載包絡(luò)值的方法，這種方法需要以所有的響應(yīng)包絡(luò)值不被高估為前提，雖然得到的等效靜力風(fēng)荷載分布能夠保證結(jié)構(gòu)的計(jì)算精度，但沒有對等效靜力風(fēng)荷載分布的合理性進(jìn)行評估，在有些情況下會引起結(jié)構(gòu)局部響應(yīng)失真。目前我國《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)采用的是考慮結(jié)構(gòu)一階振型的IWL法，《公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/TD60-01-2004)采用的是靜陣風(fēng)荷載法。靜陣風(fēng)荷載法采用的是力等效原則，與基于結(jié)構(gòu)響應(yīng)等效的上述主要方法相比，抖振響應(yīng)計(jì)算誤差較大。

本發(fā)明在已有研究基礎(chǔ)上提出了一種基于本征正交分解(POD)技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)多目標(biāo)等效靜力風(fēng)荷載基向量法，該方法綜合考慮了LRC法、Universal法和PSWL法各自的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了橋梁結(jié)構(gòu)等效靜力風(fēng)荷載的多目標(biāo)等效，同時考慮了其分布的合理性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于POD技術(shù)的橋梁多目標(biāo)等效靜力風(fēng)荷載計(jì)算方法，該方法綜合考慮了LRC法、Universal法和PSWL法各自的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了橋梁結(jié)構(gòu)等效靜力風(fēng)荷載的多目標(biāo)等效，同時考慮了其分布的合理性。