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连接,结构振型为主梁在竖向的振动,第一阶振型可以用一维的正弦曲线描述;而后者为空间网架,在风荷载作用下屋面发生类似弹性板的竖向振动,振型可以用两个正弦曲线的乘积形式描述。Uematsu(1997)对不同跨高比的第一类平屋盖在不同流场中进行了刚性模型试验125,用第一阶模态力计算了主梁的动力反应,发现靠近屋盖边缘的主梁最大风振反应发生在风向垂直于梁轴线的情况;而位于屋盖中央的主梁其最大风振反应发生在来流平行于梁轴线的情况。根据这个规律对第一阶模态力推导的梁阵风荷载因子公式进行了简化,提出了适合工程运用的经验公式,其中考虑了紊流度、结构跨高比、主梁位置等因素。Uematsu(1996,1997)还研究了第二类平坦矩形屋盖126127,研究方法与第一类矩形平屋盖基本相同。由于其振动形式与第一类矩形平屋盖不同,所以最不利的工况为来流垂直于屋盖边缘的情况。对阵风荷载因子的研究表明,当折减频率比较小时,阵风响应因子受结构跨高比的影响较大,并且此时的等效风荷载比按准定常方法得到的风荷载要大很多。Uematsu(1999)采用类似平坦矩形屋盖的方法进一步研究了圆形平屋盖的风振响应83。文中用考虑第一阶模态的阵风荷载因子经验公式(包含了高跨比及来流紊流的影响)计算了几个圆形平屋盖的位移及弯矩,发现计算结果与时程分析结果吻合得很好。Uematsu的方法优点在于计算简便、快捷,但仅考虑了一阶模态的贡献,忽略了高阶振型的影响。阵风荷载因子法同样被用于结构外形相对复杂的大跨度屋盖结构128。
尽管阵风荷载因子法使用很简单,但有很大的局限性。从式(146)可知,该方法给出的静力等效风荷载是与平均风荷载同分布的。由于大跨度屋盖结构各响应的阵风响应因子常常差别很大,就可能导致某响应对应静力等效风荷载作用下的该响应大小,并不是所有静力等效风荷载作用下的最大响应,这样易导致设计人员的误解。另外,如果结构的平均响应(荷载)为零时,GLF法给出的阵风荷载因子将会出现无穷大(零)的情况6。
1422惯性风荷载(IWL)法
实际上,保证控制点响应等效的静风荷载分布形式存在无穷多个,Dave
port提出的GLF法及其改进方法都是假定等效静力风荷载的分布形式同平均风荷载,并没有体现响应出现极值时结构真实的最不利荷载分布。惯性风荷载(IWL)法129134从结构动力方程出发研究等效静力风荷载的分布,认为脉动风对应的等效静力风荷载可以用结构的惯性力表示,其分布形式是真实的最不利荷载
分布。其主要思想是:如果结r
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