[發明專利]大跨屋蓋結構的風致動力特性類型判定方法及終端設備

有效

• 申請號: 202010941812.1
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112131638B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 李玉學;馮勵睿;王國安;陳鐵;李海云;陳玄燁;馬草原;楊君保
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 秦敏華

本發明適用于大跨屋蓋結構風致動力效應分析技術領域，提供了一種大跨屋蓋結構的風致動力特性類型判定方法及終端設備，該方法包括：獲取大跨屋蓋結構的瞬時位移方程，并根據瞬時位移方程，確定大跨屋蓋結構的脈動風致動力效應；根據脈動風致動力效應，獲得脈動風致動力效應對應的能量變化；根據能量變化，獲得能量變化對應的能量變化貢獻系數；根據能量變化貢獻系數和預設誤差，可以合理有效地確定大跨屋蓋結構的風致動力特性類型，為后續高效精確的選取大跨屋蓋結構對應的風效應分析方法奠定基礎。

技術領域

本發明屬于大跨屋蓋結構風致動力效應分析技術領域，尤其涉及一種大跨屋蓋結構的風致動力特性類型判定方法及終端設備。

背景技術

大跨屋蓋結構是近年來發展最快的結構形式之一，以輕巧優美的造型、無內柱大空間、多功能等優點在體育場館、會展中心、影劇院、機場航站樓等大型公共建筑中被廣泛應用。為了滿足建筑功能多樣性的需要，一些造型復雜、形態各異、結構輕柔的現代大跨屋蓋結構不斷涌現，這也使得該類結構在風荷載作用下所表現出的風致動力特性不盡相同，而對大跨屋蓋結構的風致動力特性準確描述并合理判定類型是精準高效選取其風效應分析方法的前提。

由于大跨屋蓋結構形式多樣、動力特性以及表面風場三維繞流均較復雜，目前仍沒有系統建立大跨屋蓋結構的風致動力特性描述及其類型判定方法，這一方面造成不同國家風荷載規范對大跨屋蓋結構風致動力特性的描述存在較大差別，另一方面也給結構設計人員準確選取大跨屋蓋結構風效應分析方法帶來困難，往往造成計算效率不高或者計算精度不足。因此，隨著大跨屋蓋結構迅猛發展，迫切要求準確把握形式多樣的大跨屋蓋結構風致振動行為的共性表現規律，從而建立切實可行的風致動力特性描述及其類型判定方法以指導其風效應分析工程實踐。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種大跨屋蓋結構的風致動力特性類型判定方法及終端設備，以解決現有技術中大跨屋蓋結構的形式多樣性導致的結構動力特性復雜、大跨屋蓋結構的風效應分析方法的選取不準確的問題。

本發明實施例的第一方面提供了一種大跨屋蓋結構的風致動力特性類型判定方法，包括：

獲取大跨屋蓋結構的瞬時位移方程，并根據所述瞬時位移方程，確定所述大跨屋蓋結構的脈動風致動力效應；

根據所述脈動風致動力效應，獲得所述脈動風致動力效應對應的能量變化；

根據所述能量變化，獲得所述能量變化對應的能量變化貢獻系數；

根據所述能量變化貢獻系數和預設誤差，確定所述大跨屋蓋結構的風致動力特性類型。

可選的，所述瞬時位移方程為：

其中，X(t)為大跨屋蓋結構的瞬時位移，α為所述瞬時位移方程的第一項，β為所述瞬時位移方程的第二項，K為大跨屋蓋結構的剛度矩陣，L為大跨屋蓋結構模型的風洞試驗測壓點與大跨屋蓋結構節點間等效荷載轉換矩陣，P(t)為大跨屋蓋結構模型風荷載測壓試驗得到的測點脈動風荷載列向量，Φ_j為借助有限元軟件計算得到的大跨屋蓋結構第j階振型列向量，ω_j為借助有限元軟件計算得到的大跨屋蓋結構第j階振型自振頻率，q_j(t)為大跨屋蓋結構第j階振型坐標，n為大跨屋蓋結構的振型數目。

可選的，所述脈動風致動力效應，包括：擬靜力效應、動力放大效應和混合效應；

所述根據所述瞬時位移方程，確定所述大跨屋蓋結構的脈動風致動力效應，包括：

根據所述瞬時位移方程的第一項，獲得第一功率譜矩陣；

根據所述第一功率譜矩陣，確定所述脈動風致動力效應中的擬靜力效應；

根據所述瞬時位移方程的第二項，獲得第二功率譜矩陣；